本發(fā)明涉及航空發(fā)動機壓氣機葉片的葉身型面的加工方法，特別是壓氣機葉片近排氣邊的加工方法。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動機葉片是技術(shù)密集，高投入，高風(fēng)險的產(chǎn)品，對航空發(fā)動機工作的安全性和可靠性產(chǎn)生直接影響。壓氣機是航空發(fā)動機的最關(guān)鍵的部件之一，對發(fā)動機推重比、壽命、可靠性、安全性、維護性等均有直接的影響。

國外先進航空發(fā)動機企業(yè)對于壓氣機葉片加工，具有較為先進的成熟的型面精密鍛造、型面精密輥軋、精密電解、電火花加工、型面精密數(shù)控銑削、型面精密數(shù)控磨削、型面自動光整拋光等技術(shù)。但是，這些先進制造技術(shù)一直作為其國家的核心機密，很少對外報導(dǎo)，對我國科研人員更是嚴(yán)密封鎖。因此對國外航空發(fā)動機葉片先進加工工藝了解不多。

國內(nèi)航空發(fā)動機企業(yè)對于壓氣機葉片加工，普遍采用型面數(shù)控銑削加工技術(shù)。該技術(shù)的批生產(chǎn)加工工藝路線一般為：普通模鍛件毛坯→有余量四軸/五軸數(shù)控銑加工→手工拋光精加工。在葉片型面加工精度精確控制方面，模鍛葉片型面采用多軸數(shù)控加工技術(shù)，但數(shù)控編程、過程控制和測量方法落后，仍然采用手工拋光去除最后0.05～0.3mm余量來達到設(shè)計的最終要求。

特別是壓氣機葉片近排氣邊主要是依靠人工進行手工磨削與拋光的傳統(tǒng)加工方法，這種加工方法因為加工效率低，工人勞動強度大，制造精度很難保證，產(chǎn)品一致性差，同時作業(yè)環(huán)境惡劣，粉塵污染嚴(yán)重，由此導(dǎo)致的主要問題是：葉片進排氣邊形貌精度難以控制，嚴(yán)重影響發(fā)動機的氣動性能；葉片之間一致性差，影響發(fā)動機的運行壽命；制造周期長，難以滿足新機研制的需求，制約了葉片的量產(chǎn)進度和質(zhì)量；粉塵污染嚴(yán)重，不僅使環(huán)境破壞，而且容易使工人患上職業(yè)病。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種復(fù)雜壓氣機葉片進排邊加工方法,能夠較好的保證制造精度，提高進排氣邊的一致性，縮短制造周期。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟：

步驟一、小余量模鍛：葉片小余量鍛造涉及鍛造工藝、模具加工、檢測技術(shù)、熱處理技術(shù)、表面處理技術(shù)等方面，該單元工序最終產(chǎn)出單邊余量約為0.3-0.6mm的葉片毛坯。

步驟二、榫頭加工：榫頭加工包括葉片澆注(基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換)、榫頭粗加工(銑削)、榫齒加工(拉削或數(shù)控緩磨)和榫頭精加工(葉身余量調(diào)整)，該單元工序最終產(chǎn)出榫頭已加工至設(shè)計尺寸而葉身型面未加工的半成品狀態(tài)零件。

步驟三、無余量五軸數(shù)控銑葉身型面：該單元采用五軸數(shù)控加工中心進行葉身型面加工，采用三坐標(biāo)測量機進行葉身型面檢測，該單元工序最終產(chǎn)出葉身型面加工至設(shè)計公差內(nèi)(偏上差)的零件。

步驟四、葉身拋光：該單元包括光整葉身型面、熱處理和成品葉身型面檢測，主要去除葉身表面刀具紋路，提高表面粗糙度。該單元工序最終產(chǎn)出葉身型面完全符合設(shè)計要求的零件。

步驟五、表面處理：該單元包括熒光檢測、噴丸、測頻和振動光飾等工序，主要對已加工至設(shè)計尺寸的葉片進行表面強化，增強疲勞強度，提高產(chǎn)品性能。該單元最終產(chǎn)出成品葉片。

本發(fā)明與現(xiàn)行復(fù)雜葉片進排氣邊加工方法對比，可以大幅降低手工拋光對產(chǎn)品造成的質(zhì)量隱患，較好的保證了葉片進排氣邊形貌的制造符合性和一致性，提高產(chǎn)品性能。

具體來說，本發(fā)明加工方法的優(yōu)異性表現(xiàn)在以下方面：

1.模鍛：現(xiàn)行加工方法采用普通模鍛，余量大，對后續(xù)數(shù)控加工影響較大；而本發(fā)明采用小余量模鍛：余量小，對后續(xù)數(shù)控加工影響較小。

2.數(shù)控銑削：現(xiàn)行加工方法為四軸/五軸有余量加工，采用綜合測具和樣板檢測，型面殘留余量依靠手工拋光；本發(fā)明為五軸無余量加工，采用三坐標(biāo)測量機檢測，型面尺寸和形貌加工至設(shè)計要求范圍。

3.葉身拋光：現(xiàn)行加工方法為去余量拋光，勞動強度大，手工加工精度低，產(chǎn)品一致性差；本發(fā)明為光整拋光，僅去除葉片表面刀花，勞動強度低，手工加工對產(chǎn)品的影響較低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的加工方法流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明的進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍作出更為清楚明確的界定；

本發(fā)明的復(fù)雜壓氣機葉片近排氣邊加工工藝方法包括小余量模鍛→榫頭加工→無余量五軸數(shù)控銑葉身型面→葉身拋光→表面處理。

葉片小余量模鍛涉及鍛造工藝、模具加工、檢測技術(shù)、熱處理技術(shù)、表面處理技術(shù)等方面，該單元工序最終產(chǎn)出單邊余量約為0.3～0.6mm的葉片毛坯。

榫頭加工中，葉片澆注采用毛料表面粗基準(zhǔn)定位，從而進行基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換采用合金塊表面作為精基準(zhǔn)定位夾緊，采用銑削進行大余量去除粗加工，然后根據(jù)葉片材料和榫齒結(jié)構(gòu)采用拉削或五軸數(shù)控緩磨進行榫齒加工；在去除掉低熔點合金后再次進行基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換采用精加工到設(shè)計尺寸的榫齒作為精基準(zhǔn)，采用銑削進行榫頭精加工，對葉身余量進行微調(diào)整。

余量五軸數(shù)控銑葉身型面采用五軸數(shù)控加工中心進行加工，葉片采用榫齒作為精基準(zhǔn)進行定位夾緊，葉尖采用工藝凸臺進行鉆孔后頂尖進行輔助支撐，編程主要采用UG及TS系列軟件(法拉利設(shè)備專用葉片模塊)進行編程及優(yōu)化，采用三坐標(biāo)測量機進行葉身型面進行檢測，技術(shù)要求該工序直接將葉身加工至設(shè)計要求公差范圍內(nèi)(即無余量加工)，一般公差為-0.03mm至+0.05mm，同時該工序?qū)θ~身進排氣邊形貌進行控制。

葉身拋光中，光整葉身型面是手工進行葉片表面刀花去除，對手工操作從操作者技能素質(zhì)、拋光氈輪材料密度、光整部位順序以及冷卻變形控制等多方面進行優(yōu)化，目前基本可以實現(xiàn)光整去除余量不超過0.02mm，能夠較好的保證葉身型面尺寸和進排氣邊形貌；熱處理主要是檢查葉片材料內(nèi)部缺陷，成品葉身型面檢測是對產(chǎn)品進行最終三坐標(biāo)測量驗收。

表面處理包括噴丸、熒光檢查、測頻、振動光飾等內(nèi)容，主要對已加工至設(shè)計尺寸的葉片進行表面強化，增強疲勞強度，提高產(chǎn)品性能。