航空发动机压气机叶片叶身边缘标准件工艺路线分析

航空发动机压气机叶片叶身边缘标准件工艺路线分析
作者：吕鹏朱其奎尹晶辉
来源：《中国科技博览》2018年第02期
[摘要]航空发动机高压压气机的工作叶片是直接把引入气流压缩为动力之源的重要零件，工作叶片的叶身型面及轮廓对叶片压缩空气的能力影响很大，在实际应用中采用样板检测叶身型面，采用边缘测具检测叶身轮廓，检测过程中需要使用叶身边缘标准件进行对比测量来保证叶身轮廓的正确性。

压气机工作叶片叶身边缘标准件，是一种典型、复杂标准件，本文以此标准件加工作为工艺研究对象，针对该标准件的特点：形状复杂、尺寸公差小，技术条件要求高以及加工基准、测量基准基面小等特点，编制工艺路线时，从实际情况出发，重点工序、关键工序大胆采用数控线切割、数控光学磨等数控设备，提高加工精度及生产效率。

[关键词]工艺基准测量基准燕尾空间角度线切割型面数控光学磨型面
中图分类号：V253.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0244-01
一、压气机工作叶片叶身边缘标准件结构分析
此标准件是由型面、度面、燕尾、工艺孔及台阶面等组成。

零件特点是形状复杂，尺寸精度及技术条件要求高，加工基准及测量基准的基面很小，难以加工与测量。

由于此标准件工装的基准是2-Φ8H7，在加工中难以保证其正确的位置及尺寸公差。

因此工艺人员按施工要求预先在主视图下加长Φ25×40并在其端面作中心孔，按按两端中心孔定位，找正作2-Φ8H7为2-Φ13，淬火后，精研两中心孔及2-Φ13，并配软销。

以两中心孔为基准加工2-Φ8H7，位置及偏移不大于0.01，之后去除下端中心孔，以工艺孔为基准，通过平磨及数控光学磨完成工件精加工（图1）。

二、压气机工作叶片叶身边缘标准件工艺路线解析
采用老工艺路线加工此类标准件时，燕尾及型面均由精铣加工留磨0.7-0.8，由于铣加工留磨余量不均匀，造成平磨燕尾及型面留磨余量大，降低平磨生产效率。

尤其平磨型面时，需要先根据各截面距数值，工艺员计算出各截面的角度，用各截面的角度线分别相连接，近似代替型面曲线，型面曲线留钳工研磨余量0.05-0.06，再由钳工研磨型面，达到圆滑转接，型面各尺寸、角度符图。

因此，平磨型面各截面角度时，每一个截面均需工艺员计算一个角度值，再由平磨磨削各截面。

由于截面多，公差小，平磨磨削时，尺寸及角度很容易超差或产生废品；如果平磨留磨余量大，就会给钳工研磨时造成极大困难，研磨加工型面时，需要钳工具有高超的加工技能，
才能加工出合格型面。

钳工研磨时，劳动强度大，产品质量靠钳工技能保证，生产效率及其低下，产品质量不稳定。

此标准件材料为CWMn，淬火后硬度为HRC58-62，淬火后不能镗加工2-Φ8H7孔。

以前加工此类标准件时，镗加工2-Φ8H7孔在淬火前进行。

即淬火前平磨镗孔基面，镗加工2-
Φ8H7孔，孔径留研0.03，其余符图。

由于热处理产生的变形，保证不了2-Φ8H7孔中心线对顶心孔的偏移在K方向不大于0.01的要求，造成标准件超差。

新工艺路线的特点是：工艺路线严谨，思路清晰。

通过增加辅助基准Φ25×40，工艺孔处压入软销后镗孔等工艺，解决了加工基准及测量基准的基面小，难以加工与测量，工艺孔无法按蓝图位置要求加工合格等问题。

使不便于加工与测量的难题得以解决，用数控光学磨代替平磨加工零件型面，极大地提高了生产效率并且保证了零件的精度。

其中，关键工序为第19工序平磨：按Φ25×40找正，磨削各基面，此工序完成工艺基准转换；22工序线切割线切割割型面留磨0.25，装夹、找正及工艺计算是关键；第24工序：数控光学磨型面符图，要求数控光学磨操作者具有高超的操作技能。

压气机工作叶片叶身边缘标准件加工工艺路线如表1：
三、压气机工作叶片叶身边缘标准件检测
标准件型面尺寸及角度由万能工具显微镜检测。

由于设计基准及测量基准的基面较小，并且型面与设计基准B成一角度27°20′，无法直接检测型面尺寸及角度。

所以按2-Φ8H7孔中心线找正，上端中心孔定位。

即在上端中心孔处放入一个Φ5小钢球与60°锥体相切，根据标准件的N点到上端面的实际值，通过工艺员计算，确定Φ5小钢球中心与N点的数值。

再以Φ5小钢球中心定位，串各截面距，检测型面各尺寸、角度。

万能工具显微镜测量误差为0.002，Φ5小钢球与60°锥体相切，Φ5小钢球中心位置十分稳定，以Φ5小钢球中心定位，所以测量数据非常精确。

通过计量中心复检，证明上述测量数据非常精确，此种检测方案测量数据非常理想。

标准件燕尾尺寸、角度、技术条件的检测。

燕尾尺寸、角度的检测均在正弦规上进行，检测燕尾尺寸、角度，必须在图纸A向上检测，以Φ5小钢球中心定位，确定图纸N点位置。

标准件其余尺寸、角度、技术条件的检测均在检验平台上进行，以Φ5小钢球中心定位，确定图纸N点位置。

四、结束语
此加工方案在生产中得到验证，该标准件顺利加工合格。

我们将此标准件工艺路线固化，以后类似结构各种复杂标准件工艺路线均可按此工艺路线编制，提高工艺员编制工艺路线的效率，使我们生产的标准件产品质量稳定，产品精度高，生产效率高，生产达到快速反应。

参考文献
[1]《机械制造基础》………人民教育出版社.
[2]《金属材料与热处理》…中国劳动出版社.
[3]《公差与配合》…………中国劳动出版社.
[4]《机械制造工艺学》……机械工业出版社.
[5]《叶片制造技术》………科学出版社.。