本發(fā)明屬于渦輪導(dǎo)向葉片加工領(lǐng)域，具體地涉及航空渦輪導(dǎo)向葉片異形氣膜微孔精密加工，提出對某高壓渦輪導(dǎo)向葉片加工錐型氣膜孔的方法。

背景技術(shù)：

某型發(fā)動機高壓渦輪導(dǎo)向葉片有兩聯(lián)體和三聯(lián)體兩種結(jié)構(gòu)，均由大安裝板、葉身、小安裝板組成。葉片屬熔模精密鑄造等軸晶復(fù)雜氣冷空心葉片。

三聯(lián)高壓渦輪導(dǎo)向葉片葉身有氣膜孔309個、安裝板有氣膜孔42個。其中129個需要加工成錐形氣膜孔，葉身微孔的孔徑為0.80 +0.06mm，安裝板孔徑為0.550 +0.06mm。

設(shè)計圖要求在高壓渦輪導(dǎo)向葉片葉身盆向、背向和大、小安裝板流道面加工錐形氣膜孔，此氣膜孔的加工程序為：先加工出圓柱形微孔，然后將圓柱形微孔的流道面一側(cè)加工成錐形，錐度為20°（見圖1、圖2、圖3）。錐形氣膜孔的加工在我公司屬首次，在我國航空渦輪葉片微孔加工行業(yè)此技術(shù)也是空白。

該葉片在生產(chǎn)過程中，由于加工錐形氣膜孔的難度特別大，且沒有可借鑒的相關(guān)經(jīng)驗，導(dǎo)致葉片加工無法進行，生產(chǎn)停滯，交付節(jié)點一拖再拖，給公司造成了巨大的經(jīng)濟損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種渦輪導(dǎo)向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法，是為了解決該高壓渦輪導(dǎo)向葉片葉身、安裝板錐形氣膜孔的加工技術(shù)瓶頸, 填補國內(nèi)航空渦輪葉片錐形微孔加工的空白,確保葉片按時交付。

本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種渦輪導(dǎo)向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法，采用電火花小孔機床加工錐形孔，選用現(xiàn)有φ1.5、φ0.8、φ0.55的電極，同時利用現(xiàn)有的專用工夾具，加工方案如下：

(1)選擇加工方式

選取電火花微孔機床加工錐形氣膜孔;

(2)設(shè)計制造專用電極導(dǎo)套

電極導(dǎo)套制造方法：

a.選取合理的材料,如不銹鋼，下料φ15×50;

b.加工電極導(dǎo)套的夾持部位，尺寸為φ12×30圓柱，并在中心鉆孔φ5.2的孔;

c.對φ5.2的內(nèi)孔進行攻絲，內(nèi)螺紋的深度為15mm;

d.選取φ6×40內(nèi)孔為φ4的不銹鋼管作為引導(dǎo)裝置，將不銹鋼管的長度制作一樣長;

e.在不銹鋼管的一端進行時加工M6×10外螺紋，另一端鑲嵌直徑為 φ3mm-φ0.2mm的微孔引導(dǎo)塊;

f.將不銹鋼管引導(dǎo)裝置的螺紋選入到夾持部位φ12×30圓柱內(nèi),電極的導(dǎo)套制作完成；

(3)專用夾具的裝夾定位

根據(jù)設(shè)備、葉片特點及錐形微孔的要求，利用六點定位系統(tǒng)和壓緊裝置，完成葉片的定位；

(4)電極導(dǎo)套的固定

將制作好的電極導(dǎo)套的夾持部，固定在機床上，并選擇φ0.8、φ0.55和φ1.5的引導(dǎo)裝置，利用螺紋固定在夾持部位；

(5)圓柱形微孔加工

通過零件三維造型用三坐標(biāo)測量機床確定首孔和末孔的孔位置，再用多軸電火花機床將電極調(diào)整到相應(yīng)的孔的角度，選擇打微孔的引導(dǎo)裝置，編制程序，加工直徑為0.8mm和0.55mm的圓柱形微孔；

(6)圓錐形氣膜孔加工

更換φ1.5的引導(dǎo)裝置，用裝夾好的φ1.5電極，在機床上反極性返修電極的錐度，然后采用原來打孔的程序，進行錐形氣膜孔的加工，保證了加工的錐形孔和微孔位置一致，避免了對孔的誤差。

所述夾具包括底板1、球頭定位銷2、定位銷3、下套筒4、下壓板5、上壓板6、上套筒7、長柱定位銷8、緊定螺釘9、雙頭螺釘10、彈簧11、蝶形螺母12。

本發(fā)明專利與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過大量的論證分析和試驗，終于摸索出此種錐形孔的加工技術(shù)，從而解決了該高壓渦輪導(dǎo)向葉片葉身、安裝板錐形氣膜孔的加工技術(shù)難題, 確保葉片按時交付，為公司創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點，同時填補了我國航空渦輪葉片微孔加工行業(yè)該項技術(shù)的空白。

通過在電火花小孔機床上加工錐型孔，提出了一種新的加工方法，利用反極性返修電極的錐度，易于操作，方便快捷，提高電極的利用率，減少了電極的浪費，保證了加工錐型孔的質(zhì)量，節(jié)約了電極的加工成本，避免了對孔的誤差，提高了加工的效率。

附圖說明

圖1 是葉片輪廓示意圖，

圖2 是圖1的放大錐形氣膜孔尺寸示意圖，

圖3 是圖1的放大錐形氣膜孔尺寸示意圖，

圖4 是電極導(dǎo)套制作示意圖，

圖5電極導(dǎo)套的夾持部位示意圖，

圖6是電極導(dǎo)套的引導(dǎo)裝置示意圖，

圖7-1 是夾具示意圖，

圖7-2 是圖7-1的俯視圖，

圖7-3 是圖7-1的左視圖，

圖8-1是夾具裝夾示意圖，

圖8-2是圖8-1的T向視圖，

圖9是微孔加工示意圖，

圖10是錐形氣膜孔加工示意圖，

圖11是圖10放大的錐形氣膜孔加工微觀圖，

圖12 是錐形氣膜孔外觀1，

圖13是錐形氣膜孔外觀2。

圖中標(biāo)記：1.底板，2.球頭定位銷，3.定位銷，4.下套筒，5.下壓板，6.上壓板，7.上套筒，8.長柱定位銷，9.緊定螺釘，10.雙頭螺釘，11.彈簧，12.蝶形螺母。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種渦輪導(dǎo)向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法具體實施方式、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

參見圖4-11，根據(jù)各種設(shè)備加工氣膜孔的特點及葉片的外形結(jié)構(gòu)，選取多軸電火花加工錐形氣膜孔。設(shè)備選定后，設(shè)計并制造專用電極導(dǎo)套（見圖4）及專用夾具（見圖7）。加工時，采用多軸電火花機床選用φ0.8和φ0.55的電極引導(dǎo)裝置完成φ0.8和φ0.55微孔加工,然后更換φ1.5的電極及電極的引導(dǎo)裝置,調(diào)用原來的微孔加工程序，開始加工錐形氣膜孔。錐形孔外觀（圖12、13）。錐形電極加工錐形氣膜孔的過程中，錐形段不斷放電被消耗，為了降低專用電極的成本，不用更換電極，直接在多軸電火花機床上，將電極的正負(fù)極調(diào)換，對電極修整損耗的錐形段，直到錐形電極的長度尺寸不可修為止。

具體的加工步驟為：

（1）首先設(shè)計電極導(dǎo)套；

（2）將葉片定位在專用夾具上；

（3）先加工φ0.8和φ0.55微孔；

（4）更換φ1.5的電極導(dǎo)套的引導(dǎo)裝置；

（5）將電極的加工部位反極性返修電極錐度；

（6）調(diào)用加工微孔位的程序；

（7）加工錐型孔；

（8）再返修1次電極錐度；

（9）再加工錐型孔；

這樣依次循環(huán)加工，既確保錐形孔的位置，減少了電極的更換，減少了人工返修電極的成本，提高了加工效率。

具體實施例

該渦輪導(dǎo)向葉片錐形氣膜孔的精密加工方法，采用電火花小孔機床加工錐形孔，選用現(xiàn)有φ1.5、φ0.8、φ0.55的電極，此電極既要保證微孔加工尺寸的精度、表面粗糙度，還要保證加工效率;同時利用現(xiàn)有的專用工夾具，才能加工滿足設(shè)計要求的錐形氣膜孔,加工方案如下：

(1)選擇加工方式

根據(jù)各種加工方式的特點及葉片的外形結(jié)構(gòu)，通過討論分析，現(xiàn)場多次試加工驗證，排除磨削加工和鉆削加工等方式，選取電火花微孔機床加工錐形氣膜孔;

(2)設(shè)計制造專用電極導(dǎo)套

根據(jù)點火花微孔設(shè)備及葉片的外形結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計的專用電極導(dǎo)套既要保證錐形孔的位置度，又保證錐形孔的尺寸要求，通過現(xiàn)場多次試加工的表現(xiàn)及數(shù)據(jù)，不斷更換材料、改進專用電極導(dǎo)套的外形和尺寸，經(jīng)過多次實驗，最終確定了某種材料，并將其加工成所需的電極導(dǎo)套（見圖4），此電極導(dǎo)套的制作難度很大，使用標(biāo)準(zhǔn)極高 ，從而保證更換導(dǎo)套時長度一致和位置準(zhǔn)確。

電極導(dǎo)套制造方法：

a.選取合理的材料,如不銹鋼，下料φ15×50;

b.加工電極導(dǎo)套的夾持部位，尺寸為φ12×30圓柱，并在中心鉆孔φ5.2的孔;（見圖5）

c.對φ5.2的內(nèi)孔進行攻絲，內(nèi)螺紋的深度為15mm;

d.選取φ6×40內(nèi)孔為φ4的不銹鋼管作為引導(dǎo)裝置，將不銹鋼管的長度制作一樣長;（見圖6）

e.在不銹鋼管的一端進行時加工M6×10外螺紋，另一端鑲嵌直徑為 φ3mm-φ0.2mm的微孔引導(dǎo)塊;

f.將不銹鋼管引導(dǎo)裝置的螺紋選入到夾持部位φ12×30圓柱內(nèi),電極的導(dǎo)套制作完成。

(3)專用夾具的裝夾定位

根據(jù)設(shè)備、葉片特點及錐形微孔的要求，利用六點定位系統(tǒng)和壓緊裝置，完成葉片的定位。（見圖7、圖8）

(4)電極導(dǎo)套的固定

將制作好的電極導(dǎo)套的夾持部，固定在機床上，并選擇φ0.8、φ0.55和φ1.5的引導(dǎo)裝置，利用螺紋固定在夾持部位。

(5)圓柱形微孔加工

通過零件三維造型用三坐標(biāo)測量機床確定首孔和末孔的孔位置，再用多軸電火花機床將電極調(diào)整到相應(yīng)的孔的角度，選擇打微孔的引導(dǎo)裝置，編制程序，加工直徑為0.8mm和0.55mm的圓柱形微孔。（見圖9）

(6)圓錐形氣膜孔加工

更換φ1.5的引導(dǎo)裝置，用裝夾好的φ1.5電極，在機床上反極性返修電極的錐度，然后采用原來打孔的程序，進行錐形氣膜孔的加工。保證了加工的錐形孔和微孔位置一致，避免了對孔的誤差。（見圖10、圖11）

所述專用夾具包括底板1、球頭定位銷2、定位銷3、下套筒4、下壓板5、上壓板6、上套筒7、長柱定位銷8、緊定螺釘9、雙頭螺釘10、彈簧11、蝶形螺母12。見圖7。

本發(fā)明通過多軸電火花微孔機床加工錐型孔，方便快捷、易于操作，其中加工微孔和錐形孔，在同一個夾具上定位裝夾，只需更換電極及電極導(dǎo)套的引導(dǎo)裝置，采用同一個加工程序進行加工，避免了微孔與錐形孔的位置度不統(tǒng)一，電極的錐度有一定的損耗，利用機床反極性快速返修電極錐度，從原來的一次性電極變成了可以重復(fù)使用的電極，減少了更換電極的次數(shù)和返修電極的人工成本，保證加工錐型氣膜孔錐度，保證加工的質(zhì)量，提高了加工效率。

以上所述，僅是本發(fā)明專利的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明專利作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明專利技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明專利的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明專利技術(shù)方案的范圍內(nèi)。