鼓風機葉片粗加工工藝方案

漢川數控機床股份公司 （陜西漢中 723003） 張 榮 陳 慧 念 勇 徐秋紅

葉片（見圖1）是鼓風機上的關鍵零件，表面粗糙度和輪廓精度要求較高，葉身較長、壁薄，形狀復雜，在普通機床或三軸數控機床粗加工難度大，而且數量多，因而制定合理的加工工藝方案，在保證質量的前提下提高效率就成為關鍵之一。

圖1 葉片

1. 毛坯狀態

材質為2Cr13，毛坯為模鍛件，其葉型及葉根大面單邊留量4～5mm，葉根長度留量10～15mm。鍛造后，葉根右端面見光，并且以葉型為基準，做出了3個φ4mm中心孔，葉根端面中心孔孔距為（96±0.10）mm，作為以下加工的工藝基準，如圖2所示，毛坯硬度為260～280HBW。

圖2 葉片毛坯

2. 加工要求

葉片加工的要求如下（見圖3）：

（1）葉根尺寸（132±0.1）mm、44mm及65°±3′均按圖加工成形。

（2）葉型及葉根槽按造型單邊給最終精加工留量0.80～1.0mm。

圖3 加工圖

3. 工藝難點

（1）工藝基準轉換：將葉根端面2個φ4mm中心孔轉化為φ19mm孔，保證孔與葉型端中心孔同軸度＜0.10mm，工藝基準轉換的精度直接影響后序加工的零件質量。

（2）由于是大批量加工，應盡量減少零件加工過程中的輔助時間，包括零件裝夾、零件轉運等的時間，提高生產效率，保證進度要求。

4. 方案分析

通過對葉片毛坯情況及加工要求的分析，結合公司目前設備狀況，擬確定以下三種加工工藝方案。

（1）方案一：基準轉換：將葉根端面2個φ4mm中心孔轉化為φ35h7外圓作為后序加工的工藝基準，如圖4所示。

圖4 加工簡圖

利用傳統的加工方法，將3個φ4mm中心孔找正在同一平面內，并找正葉根端面2個φ4mm中心孔在中心處劃線，然后根據劃線在中心處鉆另一φ4mm中心孔，在車床上以兩端中心孔為基準頂車出φ3 5 h 7外圓作為后序銑葉根及鉆、絞φ19mm的工藝基準。

其工藝流程為：劃線→鉆中心孔→頂車φ35h7（工藝基準）→劃銑用線→銑葉根兩大面→銑葉根兩斜面→鉗去毛刺→平磨葉根兩大面→銑葉根端面，鉆、鉸φ19mm孔→在數控銑上以葉型端中心孔、φ19mm孔及A面為基準，上分度頭及專用工裝銑葉型及葉根槽，單邊留量0.8～1mm（定位簡圖見圖5）→鉗去毛刺，刻編號，裝箱。

圖5 定位簡圖

此工藝流程的缺點是：由于葉片毛坯形狀不規則，劃線存在困難，且劃線誤差較大；由于車削時為斷續切削，故效率低，且刀具磨損嚴重；銑葉根面、端面及鉆、鉸孔時都以φ35h7外圓為基準，加工、測量方面都比較麻煩，效率低；需要普通機床多，勞動強度大；零件周轉次數多，裝夾次數多，輔助時間長，不易保證加工進度的要求，不適應大批量加工。

此工藝流程的優點是：專用工裝設計、制造簡單；銑葉型及葉根槽時，可以消除φ19mm孔與葉型端中心孔同軸的加工誤差，產生廢品幾率低。

（2）方案二：基準轉換：將葉根端2個φ4mm中心孔轉化為65°斜面及斜面（105±0.02）mm尺寸作為后序加工的工藝基準，用來料3個φ4mm中心孔為基準，做專用工裝銑葉根大面及葉根65°斜面，控制65°斜面尺寸為（132±0.02）mm；利用65°斜面定位，做專用工裝，銑葉根端面及鉆、鉸φ19m m孔（定位簡圖見圖6），加工時用φ40mm檢棒，根據計算尺寸來確定φ19mm孔X方向位置。

圖6 定位簡圖

其工藝流程為： 銑葉根兩大面→銑葉根兩斜面→鉗去毛刺→平磨葉根兩大面→銑葉根端面，鉆、鉸φ19mm孔→在數控銑上以葉型端中心孔、φ19mm孔及A面為基準，上分度頭及專用工裝銑葉型及葉根槽，單邊留量0.8～1mm（定位簡圖見圖5） →鉗去毛刺，刻編號，裝箱。

此工藝流程的缺點是：6 5°斜面尺寸（132±0.1）mm尺寸要求高，為了保證φ19mm孔與葉型端φ4mm中心孔同軸，132mm尺寸要控制在±0.02mm內，且表面粗糙度值要達到Ra＝1.6μm，這樣增加了中間尺寸的控制，提高了加工難度零件裝夾麻煩，容易造成零件與定位面產生間隙，φ19mm孔與葉型端φ4mm中心孔同軸度小于0.10mm不易保證；專用工裝種類多(銑大面、銑斜面、銑端面及鉆、鉸孔、銑葉型及葉根都需要專用工裝)，設計、制造麻煩。

此工藝流程的優點是：工序相對簡單，零件周轉次數減少，輔助時間縮短；銑葉型及葉根槽時，可以消除φ19mm孔與葉型端中心孔同軸的加工誤差。

（3）方案三：基準轉換：將葉型端2個φ4mm中心孔轉化為葉根面上深4mm臺階作為銑端面及鉆、鉸孔的工藝基準，要求臺階立面與大面垂直度不大于0.02mm，如圖7所示。利用來料3個φ4mm中心孔為定位基準，制作專用可轉位氣動工裝，一次裝夾銑葉根大面、葉根65°斜面，銑葉型及葉根槽留量，并且銑出銑端面時的定位基準。

其工藝流程為：銑葉根兩大面、兩斜面、銑葉型及葉根槽單邊留量0.8～1mm→鉗去毛刺→平磨葉根兩大面→銑葉根端面，鉆、鉸φ19mm孔(定位方式見圖8)→鉗去毛刺，刻編號。

圖7 加工簡圖

圖8 定位簡圖

此工藝流程的優點是：加工工序減少，便于大批量生產的組織及管理；零件周轉次數少，一次裝夾即可完成所有銑削工作，勞動強度大大減少，減少了加工的輔助時間，容易保證加工進度的要求，適應大批量加工；專用工裝種類少，只需要設計、制造銑用工裝及銑端面工裝；取消了分度頭，減少了資金投入。

此工藝流程的缺點是：專用工裝設計、制造復雜；最后工序銑端面及鉆、鉸孔，前序加工誤差無法消除，因此對工裝精度要求高。

5. 設備投入分析

按年產量10萬件，每月工作24天，每天三班進行計算（只考慮投入設備，不考慮使用人員）：

設備臺數＝100 000×工時定額/（12×24×3×8×60）

不同的工藝方案所選設備分別如表1、表2和表3所示。

表1 工藝方案一

表2 工藝方案二

表3 工藝方案三

說明：①設備臺數為理論計算所得，未考慮機床故障、操作者損失時間等因素，實際投入機床數量要大于理論計算所得。②工藝方案三中，銑端面、鉆、鉸φ19mm孔工序小規格葉片可放在立式數控銑XK714上加工。

6. 結語

工藝方案一由于設備投入多，普通機床使用多因而勞動強度大，工序復雜，不適應大批量加工，可應用于試制或小批量葉片的加工。工藝方案二、工藝方案三都適應大批量葉片加工，綜合考慮設備投入、生產組織、零件轉運、勞動強度、生產效率等因素，工藝方案三最適合大批量生產。我公司加工采用工藝方案三，順利完成葉片的加工任務。