雙胞胎葉片T型葉根車改銑的工藝流程分析

付甜甜 吳根紅

摘要：重新擬訂工藝流程，設計加工中心銑葉根通用夾具，編制數控加工程序，將雙胞胎葉片T型葉根車改銑。既可降低工裝費用，又可縮短工藝準備時間。

關鍵詞：圓弧面;葉根裝配;葉根兩側;兩肩

0? 引言

目前車間生產部分雙胞胎葉片，由兩片葉片通過焊接方法連接在一起，結構如圖1所示，葉根型式一般為T型，葉根裝配部分為圓弧面，要求進出汽邊高度差不大于0.02。

1? 現有加工工藝

現有工藝流程安排為：銑磨六方—粗精銑內弧—粗精銑汽道背弧—粗精銑裝配背弧—銑焊接坡口—鉗修拋光—檢驗—轉焊接—磨進出汽邊基準—車葉根—鉗修葉根—檢驗入庫。

葉根安排為車加工，需要根據葉根圓弧直徑大小設計專用車夾具，夾具制造周期長、費用高、通用性低。加工時，葉片按夾具一周分組裝夾，當葉片數量不夠一組時就無法加工。另外由于葉片車間沒有大的車床需要轉到部套車間加工，對車床操作人員技能要求高。

2? 重新擬訂工藝流程

為了降低生產成本，提高效率，現準備改用數控銑加工的方式加工雙胞胎葉片葉根。

根據銑加工特點，重新擬訂工藝流程：銑磨六方（葉片進、出汽邊留0.2mm焊后加工余量）—粗銑葉根（根據葉根圓弧大小，所有面留大于0.5mm余量）—粗精銑內弧（件1留0.5mm焊后加工余量）—粗精銑汽道背弧—粗精銑裝配背弧（件2留0.5mm焊后加工余量）—銑焊接坡口—鉗修拋光—檢驗—轉焊接—磨進、出汽邊基準—精銑內、背弧裝配面—數控精銑葉根—鉗修葉根—檢驗入庫。

根據新的工藝流程，需要設計加工中心銑葉根通用夾具和葉根粗、精銑刀，編制數控加工程序。

2.1 葉根粗加工

利用現有葉根加工夾具，根據葉根型式和葉根圓弧大小設計成型粗銑刀，按直線加工，單邊最小留0.5mm余量精加工。（圖2）

2.2 葉根精加工

葉根加工要求如圖3所示，從圖3中分析可知，葉根槽寬和頸部公差帶只有0.04mm，兩肩為圓弧面，高低偏差不大于0.02mm，相對位置、尺寸精度要求高，必須從加工設備、刀具、夾具、工藝方案等方面進行綜合考慮。

選用設備：由于葉根兩肩為圓弧面，普通機床無法實現圓弧軌跡加工，所以選用立式數控加工中心;

選用刀具：帶R角的整體硬質合金立銑刀;

加工原理：通過數控程序來保證所需加工的尺寸;

由于需要加工葉根兩側，葉片需要翻身才能完成，制訂以下兩種工藝方案。

工藝方案1：二次裝夾完成葉根兩側槽加工。

校正夾具，以內弧、進汽邊和葉冠定位，加工出汽側葉根槽及葉根端面;葉片翻身裝夾，以出汽邊，內弧定位，為保證葉根兩肩高低偏差不大于0.02mm，以出汽邊已加工的一肩定位，加工進汽邊葉根槽。該方案夾具設計簡單，可以利用現有工裝改制。如圖4所示。

工藝方案2：利用加工中心轉臺實現葉片翻身完成葉根兩側槽加工。

車間小巨人數控加工中心自帶數控轉臺，在轉臺上設計新工裝，利用轉臺自動旋轉一次裝夾完成葉根加工，葉根頸部和兩肩尺寸由機床精度保證。夾具如圖5所示。

夾具一端通過連接盤用螺栓連接在機床轉臺上，另一端有過轉盤中心的中心孔，用機床頂針頂緊，轉動轉臺，校正夾具兩個加工位置。葉片以出汽邊平面，葉片內弧為基準定位在夾具上。為避免加工時機床主軸與轉臺干涉，夾具需設計較長。

通過兩種方案的試加工，對比如下：

方案1：一般葉片進、出汽邊工序尺寸公差（-0.03～0），而葉根頸部尺寸公差（-0.06～-0.02），由于要二次裝夾，分別以進、出汽邊不同的面定位存在定位累積誤差。為減小誤差，保證葉根頸部尺寸，需要對進、出汽邊工序尺寸進行分類再加工葉根。

方案2：葉片一次裝夾，利用轉臺完成葉片翻身，葉根尺寸有機床精度保證，減小工序間裝夾累積誤差，節省工件調整時間。由于機床上的頂針為機械式，長時間使用有磨損，在調整時發現頂針中心與轉臺中心有偏差，必須先校正轉臺和頂針的回轉中心一致。

3? 總結

經過以上探索發現，因為減小葉根數控加工余量，在葉片焊接前葉根已粗加工，要求焊接變形和誤差控制在0.5～1mm內。葉根槽兩側R角不一致，需要兩種帶R角的整體硬質合金銑刀和一把45°倒角銑刀，減少了車加工工裝準備。

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