[发明专利]一种大尺寸燃机透平叶片精铸毛坯定位及加工方法

说明书

本发明公开了一种大尺寸燃机透平叶片精铸毛坯定位及加工方法,其主要用于精密铸造工艺生产大尺寸燃机透平叶片中，采用本发明的方法对叶片毛坯进行定位及加工，只需要在叶片毛坯铸造时基准点尺寸精度达到同型面的公差即可，无需后续再对基准点进行打磨处理，其操作简单，节约大量打磨及检测成本，同时，在对叶片毛坯的基准点补偿调整后将基准转移至顶针孔，使得叶片后续的加工定位，叶片毛坯始终处于最佳拟合的最好尺寸状态，从而能够最大程度的保证叶片毛坯的合格率，避免因基准点尺寸超差带来的叶片毛坯在加工时因误差累计造成的报废。

技术领域

本发明属于重型燃机透平叶片的精密铸造及加工技术领域，特别涉及一种大尺寸燃机透平叶片精铸毛坯定位及加工方法。

背景技术

重型燃气轮机透平叶片均采用熔模铸造的方法。熔模铸造过程如下，制备“蜡模→蜡模组树→制备陶瓷型壳→型壳脱蜡→型壳焙烧→型壳预热→钢水熔炼浇注→清壳→热等静压→热处理”。

以上过程中，由于工序环节多，控制难度大，蜡模变形、陶瓷型壳变形均会造成叶片铸件变形，可能直接导致叶片铸件的报废。对于大于100mm的地面燃机透平叶片来说，通过精密铸造能够达到的尺寸精度为±0.3mm。尺寸超差约占重型燃机透平叶片熔模铸造报废率的一半。

如图1所示，为常见的燃机透平级大尺寸动叶片结构示意图。叶片一般包括叶根1、榫头2、端壁气道面3、叶身、叶顶4（静止叶片还包括内外缘板），其中叶身又包括叶盆5、叶背6、进气边7、排气边8。叶身凹面为叶盆，叶身凸面为叶背，接受气流冲击的部位为进气边，燃气最后流过叶片的部位为排气边。

传统燃机透平叶片铸件毛坯一般采用六个基准点定位的方式加工，六个基准点一般表示为A1、A2、A3、B1、B2、C1。其中A1、A2、A3一般位于叶片叶盆或叶背部位，建立的是第一基准，B1、B2一般为进气边/排气边上2点，建立第二基准，C1点一般位于端壁气道面上，建立的是叶片轴向基准，确定叶片的轴线方向。由于叶片的型面公差一般在±0.2～0.5mm范围内，而基准点的公差要求在±0.03～0.05mm范围之内，方能减少加工带来的叶片尺寸偏差。但是通过精密铸造几乎是无法保证基准点在±0.03～0.05mm范围的，一般都是通过后期“打磨→三坐标测量→打磨→三坐标测量……”来保证的，后期打磨及检验的工作量极大，而且在打磨基准点前，需要建立另外一套基准点系统，以建立新坐标系，通过新坐标系测量沿基准点系统偏差，增加工装设计制造的成本。同时“打磨→三坐标测量→打磨→三坐标测量……”中间过程涉及在检测工装上的反复装卡过程，也会导致基准点系统精度的丧失，涉及大尺寸叶片的精铸铸造毛坯，其基准点精度更难保证。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种操作简单，节约大量打磨及检测成本，同时能够最大程度的保证叶片毛坯的合格率，避免因基准点尺寸超差带来的叶片毛坯在加工时因误差累计而报废的大尺寸燃机透平叶片精铸毛坯定位及加工方法。

本发明技术的技术方案是这样实现的：一种大尺寸燃机透平叶片精铸毛坯定位及加工方法,其特征在于：包括以下步骤：

a）燃机透平叶片毛坯铸造时，在燃机透平叶片可加工部位设置顶针孔凸台，用于后期的顶针孔加工；

b）燃机透平叶片毛坯铸造完成后，对燃机透平叶片毛坯尺寸进行测量，得到叶片尺寸数据，然后采用最佳拟合数据处理方式处理叶片尺寸数据，在叶片铸件毛坯满足公差要求的情况下，得到叶片毛坯六个基准点A1、A2、A3、B1、B2、C1的偏差值分别为δ1、δ2、δ3、δ4、δ5、δ6，如在最佳拟合状态，叶片铸件毛坯尺寸超出公差要求，则作为废品处理；