[发明专利]燃气轮机压气机静叶环的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机压气机静叶环的加工工艺技术领域，特别是涉及一种燃气轮机压气机静叶环的加工方法。

背景技术

燃气轮机压气机静叶环是燃气轮机的核心部件之一，压气机静叶环质量的好坏直接影响燃气轮机压气机的压缩比，进而影响燃气轮机的燃烧质量和发电效率，因此对于保证压气机静叶环的加工质量至关重要。

由于燃气轮机压气机静叶环结构的特殊性，需要在环形内锥面上进行不等分型线斜槽的加工，如图1至图4所示，压气机静叶环的环形内锥面不等分型线斜槽的结构特点是：大型环类薄壁件、内锥面、大斜度、不等分、槽数多、复杂型线、多种类槽型。这完全不同于现有技术在环形外壁进行不等分型线斜槽的加工，采用普通机械加工即可实现。目前，对压气机静叶环的加工，只能采用龙门式数控设备，用成形铣刀铣削方式进行，特别是压气机静叶环的环形内锥面不等分型线斜槽的加工，需采用4把刀具，才能达到叶根槽尺寸精度要求：第一刀为带分屑槽的硬质合金粗立铣刀预铣直槽，第二刀为带分屑槽的高速钢成型粗铣刀预铣叶根槽型线，第三刀为硬质合金精立铣刀精铣叶根槽轴径尺寸，第四刀为高速钢成型精铣刀精铣叶根槽型线。这样的加工方法存在诸多弊端：造成使用四把刀具成本高（由于强力切削、圆弧切削、根部切削，使刀具损耗特别大）、设备成本高（必须采用数控龙门铣加工）、加工工序多（加工过程中要多次更换刀具）、加工复杂（不同叶根型的型线斜槽要配用不同刀具）、加工时间长（每槽加工需4把刀依次完成）、加工切削工件变形大（切削过程中热变形大、夹持过程中工件变形大）、加工精度差、加工质量差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种加工成本低、热变形小、加工速度快、加工精度高的燃气轮机压气机静叶环的加工方法，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种燃气轮机压气机静叶环的加工方法，所述燃气轮机压气机静叶环的外侧面为圆柱面，内侧面为环形内锥面，所述环形内锥面上设有不等分、倾斜角度不同的多个型线斜槽；所述燃气轮机压气机静叶环的加工方法包括以下步骤：

A、将所述燃气轮机压气机静叶环的坯料放在车床的永磁吸盘工作台上，使所述永磁吸盘工作台吸住所述坯料的底平面，一次性车削加工出所述燃气轮机压气机静叶环的外圆面、环形内锥面和上端面；然后翻转所述坯料，使所述永磁吸盘工作台吸住已车削好的上端面，完成所述燃气轮机压气机静叶环的底平面加工；

B、将经过车削加工的所述燃气轮机压气机静叶环的坯料放于五轴数控线切割机的工作平台上，所述五轴数控线切割机包括工作平台、运丝部件、线架部件、床身转台，所述运丝部件和线架部件安装于所述床身转台上，所述五轴数控线切割机的切割斜度为0°-60°可调，使经过车削加工的所述燃气轮机压气机静叶环的坯料的环形内锥面的轴心与所述床身转台的轴心重合，并固定于所述五轴数控线切割机的工作平台上；

通过调整所述床身转台的旋转角度，使所述五轴数控线切割机的电极丝的切割部分与所述环形内锥面上的一个型线斜槽的位置相对，且使所述电极丝切割部分的倾斜角度与该型线斜槽的倾斜角度相同，然后控制所述五轴数控线切割机加工出相应的型线斜槽；再次调整所述床身转台的旋转角度，使所述五轴数控线切割机的电极丝的切割部分与所述环形内锥面上的另一个型线斜槽的位置相对，且使所述电极丝切割部分的倾斜角度与该另一个型线斜槽的倾斜角度相同，再控制所述五轴数控线切割机加工出另一个型线斜槽；依次类推，通过多次调整所述床身转台的旋转角度及电极丝切割部分的倾斜角度，最终完成所述环形内锥面上所有型线斜槽的加工。

优选地，所述床身转台为高精密数控转台。

优选地，所述床身转台上设有相互垂直的X轴、Y轴和Z轴，所述Z轴为竖直设置，所述线架部件由所述X轴、Y轴和Z轴导向实现移动。

优选地，所述线架部件包括上线架和下线架，所述电极丝穿设于所述上线架和所述下线架之间，通过调整所述上线架与下线架的相对位置使所述电极丝切割部分的倾斜角度为0°-60°可调。

优选地，所述线架部件还包括副Y轴，所述上线架由所述副Y轴导向实现移动，使所述电极丝切割部分的倾斜角度0°-60°可调。

优选地，所述型线斜槽的种类包括洋葱形截面型线斜槽、圣诞树形截面型线斜槽、T形截面型线斜槽。

如上所述，本发明的燃气轮机压气机静叶环的加工方法，具有以下有益效果：