CN103056433A

CN103056433A - 一种叶片的圆锥斜冠的加工方法

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Publication number: CN103056433A
Application number: CN2012105887563A
Authority: CN
Inventors: 罗兵; 谢泽波; 袁晓阳; 宁福贵; 郑成旭; 周春江
Original assignee: SICHUAN MIANZHU XINKUN MACHINERY MAKING CO Ltd
Current assignee: SICHUAN MIANZHU XINKUN MACHINERY MAKING CO Ltd
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2032-12-31
Also published as: CN103056433B

Abstract

本发明公开了一种叶片的圆锥斜冠的加工方法，属于叶片的加工技术领域。本发明的叶片的圆锥斜冠的加工方法，先将叶片安装于机床上；再采用设有八角刀片的铣刀对叶片的叶冠开档面进行加工，其中该铣刀包括杆状刀柄和圆锥台形刀头，所述刀柄连接于圆锥台形刀头的小端上，其中在圆锥台形刀头的大端边部均布有若干八角刀片，使该铣刀采用螺旋进给的方式对叶冠开档面进行两次加工。本发明的加工方法，其加工效率提高，可一次性切削到位，开档面及根部R都能充分的加工到位；由于螺旋进给，使得波峰波谷比较均匀稳定；刀具在受恒定力的作用下，使得寿命更高；机床主轴负载稳定，机床损耗小；加工中不必随时关注加工状态，不易产生疲劳。

Description

一种叶片的圆锥斜冠的加工方法

技术领域

本发明涉及叶片的加工方法，尤其是一种中压核电发动机叶片的加工方法。

背景技术

目前，一些叶片的叶冠基本上都为圆弧斜冠，再加上对粗加工余量均匀留量的要求也逐步提高，特别是在加工中压级别的核电叶片时，由于叶冠斜度大、深而且还带圆弧冠，采用一般的机床或者加工技术加工非常困难甚至无法加工，因此需要采用特殊的机床以及加工技术才能对其进行有效的加工，但是采用特殊的机床和技术加工，其工序复杂，成本昂贵，不利于推广。目前，大多数厂家基本都采用三轴分层方式进行加工，但这种方式的最大缺点就是余量留得不均匀，同时局部还有残余部分，即如图1所述的切削盲角区，使外观质量也不是很好，叶片检测不达标，且其主要缺点为：1.需要多工序来完成加工，加工时间长；2.工件局部不能充分的加工到位，余量不均一；3.加工后的零件表面有明显的分层台阶面，外观质量不高；4.锻件毛坯由于余量不均一，使得刀具受力不稳定，加快刀具磨损；5.由于加工过程受力不均匀，将造成机床主轴负载不稳定；6.操作过程中必须时刻注意机床的切削状态，易疲劳。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种叶片的圆锥斜冠的加工方法，该方法操作简便，所需加工时间短，且一次性加工出圆弧斜冠各部余量均匀分布，加工效率高，产品外观质量提高，各部位尺寸余量满足要求，减小机床主轴的负载，减少操作工操作疲劳度，减少不正常打刀。

本发明采用的技术方案如下：、

本发明的叶片的圆锥斜冠的加工方法，先将叶片安装于机床上；再采用设有八角刀片的铣刀对叶片的叶冠开档面进行加工，其中该铣刀包括杆状刀柄和圆锥台形刀头，所述刀柄连接于圆锥台形刀头的小端上，其中在圆锥台形刀头的大端边部均布有若干八角刀片，使该铣刀采用螺旋进给的方式对叶冠开档面进行两次加工；其中第一次加工，需控制铣刀的转速为2200转/min，其进给速度为3000-3200mm/min，切削深度为0.8-1.2mm, 切削宽度为10mm-14mm；第二次加工，需控制铣刀的转速为2000转/min，其进给速度为2600-2800/min，切削深度为0.8-1.2mm, 切削宽度为10mm-14mm。

与现有技术相比，本发明采用特殊刀具（设有八角刀片的铣刀）来弥补机床的加工困难，由于产品是斜冠，在加工冠根部时，斜冠低点要与刀柄干涉，在不能摆动夹具的情况下，加大刀具切削直径，减小刀柄直径；其中斜冠及圆弧冠一次性加工到位，忽略刀柄干涉，进行程序编程，实测刀柄干涉距离，调整刀具大小，一次性加工出圆弧斜冠各部，且余量均匀分布，通过本发明的方法，可用四轴机床代替五轴机床加工的质量，大大节约了机床加工成本，提高了产品粗加工的质量。其中采用设有八角刀片的铣刀对叶片的叶冠开档面进行加工，避免刀柄在加工过程中受干涉，而留有切削盲角区，差异该铣刀能一次性加工出圆弧斜冠，使各部余量均匀分布，所述刀柄连接于圆锥台形刀头的小端上，使刀头部分突出，主要解决加工过程中刀柄干涉的技术问题，并可通过一次性加工出圆弧斜冠各部，使其余量均匀分布；在刀头的大端边部均布有若干八角刀片，使对铣刀的磨损均匀，从而使铣刀的寿命长久；采用螺旋进给的方式对叶冠开档面进行两次加工，螺旋进给主要是逐步地对叶冠开档面进行循环加工，该叶冠开档面比较薄弱，螺旋进给可避免加工过程中在叶冠开档面的应力集中，另外能够使得波峰波谷比较均匀稳定，使加工过后的叶冠开档面的余量均匀；从而达到预定效果；在第一次加工过程中，需要控制铣刀的转速为2200转/min，若转速过快，则使铣刀上的刀片加工过程中容易被折断，若转速过慢，则使其铣刀对叶片的切削将受影响，可能存在跳动，存在部分未被加工的情况，影响加工效果，同时需控制进给速度为3000-3200mm/min，若进给速度过快，刀片在切削过程中承受的反作用力过大，影响了刀片的寿命，若进给速度较慢，则单位时间内的有效切削量较少，严重影响了生产效率，因此需要控制其进给速度；同时需要控制切削深度和切削宽度，若深度较深或宽度较快，使同时需切削的量较大，一方面刀具无法承受较大的反作用，长期使用，会使其寿命降低，另一方面，影响叶片表面的精度，不能满足要求；若深度较浅或宽度较窄，单位时间内的有效切削量较少，需要耗费大量的时间才能完成，严重影响其生产效率，因此切削深度为0.8-1.2mm, 切削宽度为10mm-14mm，才能保证生产效率高的同时使刀片承受较小的反作用力，使刀片寿命长久。经过第一次加工过后，还需对叶冠开档面进一步地加工才能完成预定要求，在第一次加工的基础上，需要调整其铣刀的转速以及进给速度分别降低，从而确保对叶冠开档面加工的效果，使一次性加工出圆弧斜冠各部余量均匀分布，加工效率高，且产品外观质量得以提高，各部位尺寸余量满足要求，减小机床主轴的负载，减少操作工操作疲劳度，减少不正常打刀。

本发明的叶片的圆锥斜冠的加工方法，两次加工过程中，均需控制切削深度为1mm以及切削宽度为12mm，另外第一次加工需控制进给速度为3000mm/min，而第二次加工需控制进给速度为2800/min。

与现有技术相比，需精确控制加工过程中的切削深度以及切削宽度，同时分别控制两次加工的进给速度，才能实现小切削量均匀进刀量，不易打刀，使得刀具不易损坏，同时精确地保证一次性加工出的圆弧斜冠，其各部余量均匀分布，如开档面及根部R都能充分的加工到位，使加工效率得以大大地高，各部位尺寸余量满足要求，减少不正常打刀。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的加工方法，其加工效率提高，可一次性切削到位，开档面及根部R都能充分的加工到位；由于螺旋进给，使得波峰波谷比较均匀稳定；

2、本发明的加工方法，刀具在受恒定力的作用下，使得寿命更高；机床主轴负载稳定，机床损耗小；操作过程中只需考虑刀具的使用寿命，加工中不必随时关注加工状态，不易产生疲劳。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是现有刀具加工的示意图；

图2是本发明中的刀具加工的示意图；

图3是本发明中刀具的结构示意图。

图中标记：1-刀具、2-叶片、3-切削盲角区、4-圆弧加工面、1a-刀柄、1b-刀头、1c-刀片。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图2和图3所示，本发明叶片的圆锥斜冠的加工方法，其特征在于：先将叶片安装于机床上；再采用设有八角刀片的铣刀对叶片的叶冠开档面进行加工，其中该铣刀包括杆状刀柄1a和圆锥台形刀头1b，所述刀柄1a连接于圆锥台形刀头1b的小端上，其中在圆锥台形刀头1b的大端边部均布有若干八角刀片1c，使该铣刀采用螺旋进给的方式对叶冠开档面进行两次加工；其中第一次加工，需控制铣刀的转速为2200转/min，其进给速度为3000-3200mm/min（优选为3000 mm/min，可为3100mm/min和3200mm/min，可在3000-3200mm/min中选择），切削深度为0.8-1.2mm（优选为1mm，可为0.8或1.2mm，可在0.8-1.2mm中选择）, 切削宽度为10mm-14mm（优选为12mm，可为10或14mm，可在10mm-14mm中选择）；第二次加工，需控制铣刀的转速为2000转/min，其进给速度为2600-2800mm/min（优选为2800 mm/min，可为2600mm/min或2700mm/min，可在2600-2800/min中选择），切削深度为0.8-1.2mm（优选为1mm，可为0.8或1.2mm，可在0.8-1.2mm中选择）, 切削宽度为10mm-14mm（优选为12mm，可为10或14mm，可在10mm-14mm中选择）。

现有的分层式切削技术，它的主要缺点： 1.加工时间长； 2.需要多工序来完成加工； 3.工件局部不能充分的加工到位，余量不均一； 4.加工后的零件表面有明显的分层台阶面，外观质量不高； 5.锻件毛坯由于余量不均一，使得刀具受力不稳定，加快刀具磨损； 6.由于加工过程受力不均匀，将造成机床主轴负载不稳定； 7.操作过程中必须时刻注意机床的切削状态，易疲劳；

本发明正是针对现有技术的缺陷的基础上进行的发明创造，因此本发明采用特制刀具螺旋式切削方式对叶冠开档面的加工方法，具有以下优点：1.加工效率提高； 2.一次性切削到位； 3.开档面及根部R都能充分的加工到位； 4.由于螺旋进给，使得波峰波谷比较均匀稳定； 5.刀具在受恒定力的作用下，使得寿命更高； 6.机床主轴负载稳定，机床损耗小； 7.操作过程中只需考虑刀具的使用寿命，加工中不必随时关注加工状态，不易产生疲劳。

另外将本发明的加工方法与其它传统三轴加工方式比较如下：

1、加工叶冠，常规加工与本发明对比：以前：每个班1.5件；本发明：每个班2件，因此效率与以前比较提高25% 。

2．三轴方式分层加工与本发明螺旋方式加工机床负载功率对比：以前：切削深度2-3 mm，负载 20- 40%；本发明：切削深度 0.5-1mm，负载 10- 15% 。

3．操作疲劳度对比：以前：操作者必须时刻注意切削位置，随时手动调整进给倍率；本发明：此方式可以不用操作工手动调整倍率，操作者可以干其它事情。

4.一次性加工完成圆弧与斜度冠，产品外观质量大大的提高：以前：有刀具加工不了位置的残留处，交接处不圆滑；本发明：各部连接处圆滑过渡，外观质量提高。

5．刀具使用对比：以前：大切削深度使用，再加上毛坯余量不匀均会造成不正常打刀；本发明：小切削均匀吃刀量，不易打刀。

6．产品各部位余量得到了改善：以前：内凹处很难加工到位余量不等；本发明：余量各部一致，开档面及根部R都能充分的加工到位。

综上比对可知，本发明远远优于现有技术，可推广应用。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种叶片的圆锥斜冠的加工方法，其特征在于：先将叶片安装于机床上；再采用设有八角刀片的铣刀对叶片的叶冠开档面进行加工，其中该铣刀包括杆状刀柄（1a）和圆锥台形刀头（1b），所述刀柄（1a）连接于圆锥台形刀头（1b）的小端上，其中在圆锥台形刀头（1b）的大端边部均布有若干八角刀片（1c），使该铣刀采用螺旋进给的方式对叶冠开档面进行两次加工；其中第一次加工，需控制铣刀的转速为2200转/min，其进给速度为3000-3200mm/min，切削深度为0.8-1.2mm, 切削宽度为10mm-14mm；第二次加工，需控制铣刀的转速为2000转/min，其进给速度为2600-2800/min，切削深度为0.8-1.2mm, 切削宽度为10mm-14mm。

2.如权利要求1所述的叶片的圆锥斜冠的加工方法，其特征在于：两次加工过程中，均需控制切削深度为1mm以及切削宽度为12mm，另外第一次加工需控制进给速度为3000mm/min，而第二次加工需控制进给速度为2800/min。