本發(fā)明涉及一種加工方法，尤其是一種復(fù)雜曲面整體葉輪的加工方法。
背景技術(shù)：
在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，葉輪是功率產(chǎn)生的主要部件之一，但由于葉輪的型面比較復(fù)雜，基本上全部是由曲面構(gòu)成，一般的加工方法是單個(gè)葉輪進(jìn)行加工成型后組裝，雖然這種方法加工難度相對(duì)不大，但是每一片葉片的尺寸不好統(tǒng)一，同時(shí)其強(qiáng)度也會(huì)受到影響，壽命不長(zhǎng)；目前由于加工設(shè)備的發(fā)展，通常采用整體加工技術(shù)，其一般的工序?yàn)椋鸿T造成型→超聲波檢驗(yàn)→拋光→檢驗(yàn)。但這種方法使葉輪的強(qiáng)度低，加工的模具形狀復(fù)雜，制造困難，葉片精度很難保證，動(dòng)平衡性能差，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是一種整體葉輪的加工方法，使葉輪的加工精度好，效率高，強(qiáng)度大，動(dòng)平衡性能好。
本發(fā)明采用的具體方法是：鍛造成型→粗加工→超聲波檢驗(yàn)→去應(yīng)力→精加工基準(zhǔn)→精加工內(nèi)孔→葉片加工→拋光→檢驗(yàn)。所述的葉片加工工序包括了葉片粗加工工步、葉片精加工工步、葉片流道精加工工步、大葉片導(dǎo)角精加工工步、小葉片導(dǎo)角精加工工步。
本發(fā)明所述的葉片加工工序采用的是各項(xiàng)的行程指標(biāo)可以完成對(duì)整體葉片的加工工作五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控加工中心，比如瑞士米克朗公司生產(chǎn)的UCP800數(shù)控加工中心。其特點(diǎn)是具有一次可按程序要求完成葉片的粗加工到精加工的所有工步，并且可自動(dòng)按程序要求進(jìn)行換刀。
本發(fā)明采用的毛坯為鍛造成型，加工成的整體葉輪的強(qiáng)度也會(huì)較鑄造成型的產(chǎn)品強(qiáng)度高；采用數(shù)控加工，可以使加工后的零件尺寸精度好，且不需要復(fù)雜的模具及裝夾具，加工周期短，效率高。另外，本加工工序是通過(guò)一個(gè)定位孔進(jìn)行整體所有葉片的加工，因此葉片之間的尺寸統(tǒng)一性好，進(jìn)而動(dòng)平衡性能高。在加工過(guò)程中，設(shè)置有定向孔可以使零件在加工過(guò)程中防止軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，加工精度高。
具體實(shí)施方式
一種復(fù)雜曲面整體葉輪的加工方法，所述的方法包括以下步驟：
1)鍛造成型：鍛造成毛坯；
2)粗加工：對(duì)毛坯及其基準(zhǔn)進(jìn)行粗加工；
3)超聲波檢驗(yàn)：檢驗(yàn)內(nèi)部是否有裂紋或缺陷；
4)去應(yīng)力：進(jìn)行常規(guī)熱處理，防止后續(xù)加工中產(chǎn)生變形；
5)精加工基準(zhǔn)：對(duì)熱處理后的毛坯的基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)面和定向孔進(jìn)行精加工；
6)精加工內(nèi)孔：將內(nèi)孔加工至合格；
7)葉片加工工序：按照編制好的加工程序，對(duì)毛坯進(jìn)行加工，
a.粗加工工步：加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為6mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃≥20mm，2齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)≥40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度2mm，主軸轉(zhuǎn)速2653r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量300mm/min，加工至距最終尺寸0.5～1mm；
b.葉片精加工工步：加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為5mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃≥15mm，4齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)≥40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度0.6mm，主軸轉(zhuǎn)速3180r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量636mm/min，加工至最規(guī)定尺寸；
c.葉片流道精加工工步；加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為6mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃≥20mm，3齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)≥40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度0.6mm，主軸轉(zhuǎn)速2653r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量450mm/min，加工至最規(guī)定尺寸；
d.大葉片導(dǎo)角精加工工步；加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為5mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃≥20mm，3齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)≥40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速3180r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量477mm/min，加工至最規(guī)定尺寸；
e.小葉片導(dǎo)角精加工工步；加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為5mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃≥20mm，3齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)≥40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速3180r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量477mm/min，加工至最規(guī)定尺寸；
8)拋光：按規(guī)定要求進(jìn)行拋光；
9)檢驗(yàn)：對(duì)拋光后的零件進(jìn)行大葉片基頻檢查、動(dòng)平衡及最終檢驗(yàn)。
實(shí)施例：
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉輪，其主要尺寸，大端外徑：159mm，大葉片：8片，小葉片：8片，要求加工后的葉輪大葉片基頻：一階段彎曲頻率1950Hz～2400Hz，二階段彎曲頻率小于5600Hz或大于6400Hz，動(dòng)平衡轉(zhuǎn)速1675r/min，不平衡量不大于10g.mm，最大尺寸公差為-0.1/-0.15，其加工步驟為：
1)鍛造成型：鍛造成毛坯；
2)粗加工：對(duì)毛坯及其基準(zhǔn)進(jìn)行粗加工；
3)超聲波檢驗(yàn)：檢驗(yàn)內(nèi)部是否有裂紋或缺陷；
4)去應(yīng)力：進(jìn)行常規(guī)熱處理，防止后續(xù)加工中產(chǎn)生變形；
5)精加工基準(zhǔn)：對(duì)熱處理后的毛坯的基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)面和定向孔進(jìn)行精加工；
6)精加工內(nèi)孔：將內(nèi)孔加工至合格；
7)葉片加工工序：按照編制好的加工程序，對(duì)毛坯進(jìn)行加工，
a.粗加工工步：加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為6mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃＝20mm，2齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)＝40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度2mm，主軸轉(zhuǎn)速2653r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量300mm/min，加工至距最終尺寸0.6mm；
b.葉片精加工工步：加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為5mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃＝15mm，4齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)＝40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度0.6mm，主軸轉(zhuǎn)速3180r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量636mm/min，加工至最規(guī)定尺寸；
c.葉片流道精加工工步；加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為6mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃＝20mm，3齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)＝40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度0.6mm，主軸轉(zhuǎn)速2653r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量450mm/min，加工至最規(guī)定尺寸；
d.大葉片導(dǎo)角精加工工步；加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為5mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃＝20mm，3齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)＝40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速3180r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量477mm/min，加工至最規(guī)定尺寸；
e.小葉片導(dǎo)角精加工工步；加工的刀具整體刀長(zhǎng)100mm，直徑為5mm，單邊錐度4度，夾持直徑12mm，切削刃＝20mm，3齒且1齒過(guò)心，伸長(zhǎng)＝40mm；機(jī)床參數(shù)為：切削深度0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速3180r/min，切削速度50m/min，進(jìn)給量477mm/min；
8)拋光：按規(guī)定要求進(jìn)行拋光；
9)檢驗(yàn)：對(duì)拋光后的零件進(jìn)行大葉片基頻檢查、動(dòng)平衡及最終檢驗(yàn)。
最終結(jié)果：大葉片基頻：一階段彎曲頻率2280.5Hz～2286Hz，二階段彎曲頻率6614Hz～6632Hz，動(dòng)平衡轉(zhuǎn)速1675r/min，不平衡量9.1g.mm，最大尺寸為158.88mm，結(jié)論：合格。