涡轮叶片的加工方法及校验方法转让专利

申请号 : CN202111512244.4

文献号 : CN114043183B

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发明人 : 肖俊闫小斌卢迪廖爱红杨秀伟易鹏王科昌黄文俊

申请人 : 中国航发南方工业有限公司

摘要 :

本发明公开了一种涡轮叶片的加工方法,首先采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,再采用高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯进行加工,在精铸毛坯的锯齿工作面焊接缺口处焊接耐磨涂层,再对精铸毛坯进行打磨和抛光,避免了焊接时对渗铝铬层的破坏;对精铸毛坯进行渗铝铬处理的过程后,使得精铸毛坯上无需渗铝铬处理的待加工区域在后续机加工过程中被除去,避免了因渗铝铬处理过程中因温度过高而导致无需渗铝铬处理的待加工区域的遮蔽层出现渗漏;最后采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,采用榫齿加工砂轮磨削出榫齿,再以榫齿为定位基准对精铸毛坯进行装夹定位,以对精铸毛坯其余表面进行加工,获得涡轮叶片成品。

权利要求 :

1.一种涡轮叶片的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:

a、获取高精度锯齿加工砂轮以及涡轮叶片的精铸毛坯(100),采用六点定位法对精铸毛坯(100)进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯(100)进行加工,以获得锯齿工作面焊接缺口(111);

b、在精铸毛坯(100)的锯齿工作面焊接缺口(111)处焊接耐磨涂层;

c、对精铸毛坯(100)进行打磨和抛光;

e、对精铸毛坯(100)进行渗铝铬处理,其中,精铸毛坯(100)上无需渗铝铬处理的待加工区域的加工余量不小于0.06mm;

f、获取榫齿加工砂轮,采用六点定位法对精铸毛坯(100)进行装夹定位,然后采用榫齿加工砂轮对精铸毛坯(100)进行加工,以获得榫齿(140);

g、采用榫齿(140)为定位基准对精铸毛坯(100)进行装夹定位,然后对精铸毛坯(100)进行加工,以获得涡轮叶片成品。

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片的加工方法,其特征在于,精铸毛坯(100)包括叶冠(110)、缘板(120)、叶身(130)和榫齿(140),叶冠(110)的侧壁上设有E面、E’面、F面、F’面、G面、G’面、H面以及H’面,叶身(130)的两侧分别设为叶背和叶盆(131),E面、F面、G面和H面布设于精铸毛坯(100)上叶背一侧的叶冠(110)上,E’面、F’面、G’面和H’面布设于精铸毛坯(100)上叶盆(131)一侧的叶冠(110)上,精铸毛坯(100)上叶盆(131)一侧的锯齿工作面焊接缺口(111)包括F面和H面,精铸毛坯(100)上叶背一侧的锯齿工作面焊接缺口(111)包括F’面和H’面,高精度锯齿加工砂轮设有与E面、F面、G面和H面一一对应设置的四个磨削面,E’面与E面对应布设,F’面与F面对应布设,G’面与G面对应布设,H’面与H面对应布设。

3.根据权利要求2所述的涡轮叶片的加工方法,其特征在于,精铸毛坯(100)还包括经过叶冠(110)中心点的X轴以及经过叶冠(110)中心点的Y轴,X轴分别与E’面与E面平行,Y轴垂直于X轴,E面与X轴之间的距离为L1,E面与F面之间的距离为L2,H面和X轴之间的夹角为∠1,H面与F面之间的夹角为∠2,H面与M轴之间的距离为L3;

步骤a之前还包括步骤:根据精铸毛坯(100)的L1、L2、L3、∠1和∠2获取高精度锯齿加工砂轮的磨削量的计算公式;

计算公式为:ΔL2=ΔL1÷cos∠1×cos∠2,其中,ΔL1为高精度锯齿加工砂轮对E面的磨削量,ΔL2为高精度锯齿加工砂轮对F面的磨削量,根据计算公式算出高精度锯齿加工砂轮的磨削量。

4.根据权利要求3所述的涡轮叶片的加工方法,其特征在于,耐磨涂层厚度的加工公差为‑0.2mm‑0,L2的加工公差为±0.03mm,L3的加工公差为±0.03mm。

5.根据权利要求2所述的涡轮叶片的加工方法,其特征在于,步骤a具体包括以下步骤:

a1、获取高精度锯齿加工砂轮以及涡轮叶片的精铸毛坯(100),采用六点定位法对精铸毛坯(100)进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮的四个磨削面对精铸毛坯(100)的E’面、F’面、G’面和H’面进行加工,以获得叶盆(131)一侧的锯齿工作面焊接缺口(111);

a2、再采用六点定位法对精铸毛坯(100)进行装夹定位,然后采用高精度砂轮的四个磨削面对精铸毛坯(100)的E面、F面、G面和H面进行加工,以获得叶背一侧的锯齿工作面焊接缺口(111)。

6.根据权利要求5所述的涡轮叶片的加工方法,其特征在于,步骤a1中的六点定位法具体包括以下定位点:A1、A2、A3、B4、B5和C6,其中,A1布设于叶背一侧的叶冠(110)上,A2和A3布设于叶背一侧的缘板(120)上,B4布设于靠近进气边的叶冠(110)上,B5布设于靠近进气边的缘板(120)上,C6布设于缘板(120)的内流道面上。

7.根据权利要求5所述的涡轮叶片的加工方法,其特征在于,步骤a2中的六点定位法具体包括以下定位点:A1’、A2’、A3’、B4、B5和C6,其中,A1’布设于E’面上,A2’布设于G’面上,A3’布设于叶盆(131)一侧的缘板(120)的减轻槽上,B4布设于靠近进气边的叶冠(110)上,B5布设于靠近进气边的缘板(120)上,C6布设于缘板(120)的内流道面上。

8.根据权利要求1‑7中任意一项所述的涡轮叶片的加工方法,其特征在于,步骤f中的六点定位法具体包括以下定位点:A1”、A2、A3、B4、B5和C6,其中,A1”布设于叶背一侧的叶冠(110)上,A2和A3布设于叶背一侧的缘板(120)上,B4布设于靠近进气边的叶冠(110)上,B5布设于靠近进气边的缘板(120)上,C6布设于缘板(120)的内流道面上,A1”的加工公差为±

0.03,精铸毛坯(100)的位置度公差为±0.2。

9.根据权利要求1‑7中任意一项所述的涡轮叶片的加工方法,其特征在于,步骤a之前还包括步骤:获取高精度成型滚轮,采用高精度成型滚轮对原始锯齿加工砂轮进行修整,以获得高精度锯齿加工砂轮,其中,高精度成型滚轮设有与磨削面一一对应布设的滚轮面,滚轮面的轮廓度范围为0‑0.005。

10.一种涡轮叶片的校验方法,其特征在于,用于权利要求1‑9中任意一项所述的涡轮叶片的加工方法,包括以下步骤;

获取高精度锯齿加工砂轮以及涡轮叶片的精铸毛坯(100),采用六点定位法对精铸毛坯(100)进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯(100)进行加工,以获得锯齿工作面焊接缺口(111);

对精铸毛坯(100)进行打磨和抛光;

对精铸毛坯(100)进行渗铝铬处理;

获取榫齿加工砂轮,采用六点定位法对精铸毛坯(100)进行装夹定位,然后采用榫齿加工砂轮对精铸毛坯(100)进行加工,以获得榫齿(140);

采用榫齿(140)为定位基准对精铸毛坯(100)进行装夹定位,然后对精铸毛坯(100)进行加工,以获得涡轮叶片试验件;

采用涡轮叶片试验件对涡轮叶片成品进行基准转化误差校验。

说明书 :

涡轮叶片的加工方法及校验方法

技术领域

[0001] 本发明涉及航空发动机零部件制造技术领域,特别地,涉及一种涡轮叶片的加工方法。此外,还涉及一种用于上述涡轮叶片的加工方法的涡轮叶片的校验方法。

背景技术

[0002] 航空发动机动力涡轮叶片通常为带冠叶片,其处于发动机燃气涡轮之后,不仅要承受复杂的机械载荷,同时还要承受高温高压燃气的氧化及腐蚀作用,因此,对其叶身及流道表面涂覆高性能热扩散铝化物涂层是先进航空发动机动力涡轮叶片防燃气腐蚀的主要方法之一。
[0003] 同时,动力涡轮叶片叶冠锯齿工作面相互配合,在发动机运转过程中涡轮叶片转速通常达10000r/min以上,高速运转使锯齿工作面之间易相互磨损而造成发动机性能及使用寿命降低,因此,需要在动力涡轮叶片叶冠锯齿工作面上焊接一层耐磨材料以有效提升叶片耐磨性能,以提升发动机性能及使用寿命。
[0004] 目前,航空发动机动力涡轮叶片通常采用以下加工方法:采用精铸毛坯,通过六点定位加工出榫齿,然后以榫齿为定位基准加工出叶冠锯齿面焊接缺口并进行耐磨材料的焊接,焊接完成后对焊疤进行抛光打磨,再以榫齿定位对焊后的叶冠锯齿面及其余部位进行加工。加工完成后进行表面涂层处理及检验,在对叶片叶身制备渗铝涂层时,需对叶片榫头、缘板等无需渗铝的机加面(非渗层区域)进行遮蔽保护。目前最常用的遮护方法为贴胶带、陶瓷保护罩及常规涂料等方法,其使用温度受限在950℃左右,然而随着表面涂层性能要求的提升,叶身表面渗铝化物扩散温度也随之提升,叶片叶身的渗铝铬温度在950℃至1050℃,因此,普通的遮护方法难以对需保护的部位进行有效保护,易造成零件性能不达标而成批量报废。还有一种加工方法是:在毛坯阶段先对整个叶片进行渗铝铬处理,然后以六点定位加工榫齿,并以榫齿为基准完成其余部位的加工,然而,此方法不适用于叶冠锯齿工作面需要焊接耐磨涂层的叶片,因为在焊接过程中易破坏焊缝附近的流道面渗铝铬层。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种涡轮叶片的加工方法及校验方法,以解决现有的涡轮叶片的毛坯如果先进行耐磨材料的焊接,再进行渗铝铬处理时,涡轮叶片无需渗铝铬处理的机加面遮蔽困难,容易损坏零件,而导致其性能不达标;而如果先进行渗铝铬处理,再进行耐磨材料的焊接时,焊接过程中易破坏焊缝附件流道面的渗铝铬层的技术问题。
[0006] 根据本发明的一个方面,提供一种涡轮叶片的加工方法,包括以下步骤:a、获取高精度锯齿加工砂轮以及涡轮叶片的精铸毛坯,采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯进行加工,以获得锯齿工作面焊接缺口;b、在精铸毛坯的锯齿工作面焊接缺口处焊接耐磨涂层;c、对精铸毛坯进行打磨和抛光;e、对精铸毛坯进行渗铝铬处理,其中,精铸毛坯上无需渗铝铬处理的待加工区域的加工余量不小于0.06mm;f、获取榫齿加工砂轮,采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,然后采用榫齿加工砂轮对精铸毛坯进行加工,以获得榫齿;g、采用榫齿为定位基准对精铸毛坯进行装夹定位,然后对精铸毛坯进行加工,以获得涡轮叶片成品。
[0007] 进一步地,精铸毛坯包括叶冠、缘板、叶身和榫齿,叶冠的侧壁上设有E面、E’面、F面、F’面、G面、G’面、H面以及H’面,叶身的两侧分别设为叶背和叶盆,E面、F面、G面和H面布设于精铸毛坯上叶背一侧的叶冠上,E’面、F’面、G’面和H’面布设于精铸毛坯上叶盆一侧的叶冠上,精铸毛坯上叶盆一侧的锯齿工作面焊接缺口包括F面和H面,精铸毛坯上叶背一侧的锯齿工作面焊接缺口包括F’面和H’面,高精度锯齿加工砂轮设有与E面、F面、G面和H面一一对应设置的四个磨削面,E’面与E面对应布设,F’面与F面对应布设,G’面与G面对应布设,H’面与H面对应布设。
[0008] 进一步地,精铸毛坯还包括经过叶冠中心点的X轴以及经过叶冠中心点的Y轴,X轴分别与E’面与E面平行,Y轴垂直于X轴,E面与X轴之间的距离为L1,E面与F面之间的距离为L2,H面和X轴之间的夹角为∠1,H面与F面之间的夹角为∠2,H面与M轴之间的距离为L3;步骤a之前还包括步骤:根据精铸毛坯的L1、L2、L3、∠1和∠2获取高精度锯齿加工砂轮的磨削量的计算公式;计算公式为:ΔL2=ΔL1÷cos∠1×cos∠2,其中,ΔL1为高精度锯齿加工砂轮对E面的磨削量,ΔL2为高精度锯齿加工砂轮对F面的磨削量,根据计算公式算出高精度锯齿加工砂轮的磨削量。
[0009] 进一步地,耐磨涂层厚度的加工公差为‑0.2mm‑0,L2的加工公差为±0.03mm,L3的加工公差为±0.03mm。
[0010] 进一步地,步骤a具体包括以下步骤:a1、获取高精度锯齿加工砂轮以及涡轮叶片的精铸毛坯,采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮的四个磨削面对精铸毛坯的E’面、F’面、G’面和H’面进行加工,以获得叶盆一侧的锯齿工作面焊接缺口;a2、再采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,然后采用高精度砂轮的四个磨削面对精铸毛坯的E面、F面、G面和H面进行加工,以获得叶背一侧的锯齿工作面焊接缺口。
[0011] 进一步地,步骤a1中的六点定位法具体包括以下定位点:A1、A2、A3、B4、B5和C6,其中,A1布设于叶背一侧的叶冠上,A2和A3布设于叶背一侧的缘板上,B4布设于靠近进气边的叶冠上,B5布设于靠近进气边的缘板上,C6布设于缘板的内流道面上。
[0012] 进一步地,步骤a2中的六点定位法具体包括以下定位点:A1’、A2’、A3’、B4、B5和C6,其中,A1’布设于E’面上,A2’布设于G’面上,A3’布设于叶盆一侧的缘板的减轻槽上,B4布设于靠近进气边的叶冠上,B5布设于靠近进气边的缘板上,C6布设于缘板的内流道面上。
[0013] 进一步地,步骤f中的六点定位法具体包括以下定位点:A1”、A2、A3、B4、B5和C6,其中,A1”布设于叶背一侧的叶冠上,A2和A3布设于叶背一侧的缘板上,B4布设于靠近进气边的叶冠上,B5布设于靠近进气边的缘板上,C6布设于缘板的内流道面上,A1”的加工公差为±0.03,精铸毛坯的位置度公差为±0.2。
[0014] 进一步地,步骤a之前还包括步骤:获取高精度成型滚轮,采用高精度成型滚轮对原始锯齿加工砂轮进行修整,以获得高精度锯齿加工砂轮,其中,高精度成型滚轮设有与磨削面一一对应布设的滚轮面,滚轮面的轮廓度范围为0‑0.005。
[0015] 根据本发明的另一方面,还提供了一种涡轮叶片的校验方法,用于上述的涡轮叶片的加工方法,包括以下步骤;获取高精度锯齿加工砂轮以及涡轮叶片的精铸毛坯,采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯进行加工,以获得锯齿工作面焊接缺口;对精铸毛坯进行打磨和抛光;对精铸毛坯进行渗铝铬处理;获取榫齿加工砂轮,采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,然后采用榫齿加工砂轮对精铸毛坯进行加工,以获得榫齿;采用榫齿为定位基准对精铸毛坯进行装夹定位,然后对精铸毛坯进行加工,以获得涡轮叶片试验件;采用涡轮叶片试验件对涡轮叶片成品进行基准转化误差校验。
[0016] 本发明具有以下有益效果:
[0017] 本发明的涡轮叶片的加工方法,首先采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,定位可靠,加工精度高,再采用高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯进行加工,以加工出用于焊接耐磨涂层的锯齿工作面焊接缺口,高精度锯齿加工砂轮确保加工过程中的加工精度,避免磨削过多的加工余量,在精铸毛坯的锯齿工作面焊接缺口处焊接耐磨涂层,提高涡轮叶片耐磨性能,再对精铸毛坯进行打磨和抛光,以去除焊疤,相对于现有技术,在渗铝铬处理前完成了耐磨涂层的焊接,避免了焊接时对渗铝铬层的破坏;对精铸毛坯进行渗铝铬处理的过程后,保证精铸毛坯上无需渗铝铬处理的待加工区域的加工余量不小于0.06mm,这是由于渗铝铬层厚度为0.03‑0.06mm,加工余量不小于0.06mm,使得精铸毛坯上无需渗铝铬处理的待加工区域在后续机加工过程中被除去,相对于现有技术,避免了因渗铝铬处理过程中因温度过高而导致无需渗铝铬处理的待加工区域的遮蔽层出现渗漏,而导致涡轮叶片报废的风险;最后采用六点定位法对精铸毛坯进行装夹定位,定位可靠,加工精度高,采用榫齿加工砂轮磨削出榫齿,再以榫齿为定位基准对精铸毛坯进行装夹定位,以对精铸毛坯其余表面进行加工,获得涡轮叶片成品;本方案的涡轮叶片的加工,采用先焊接耐磨涂层再进行渗铝铬处理的同时,保证渗铝铬处理时精铸毛坯上无需渗铝铬处理的待加工区域的加工余量不小于0.06mm,以避免焊接时破坏渗铝铬层或者渗铝铬处理时破坏零件的风险,进而提高了带冠涡轮叶片的加工能力和加工质量。
[0018] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

[0019] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020] 图1是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法的步骤框图;
[0021] 图2是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法的步骤f中精铸毛坯装夹定位后的结构示意图;
[0022] 图3是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法中精铸毛坯的结构示意图;
[0023] 图4是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法中精铸毛坯的结构示意图;
[0024] 图5是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法中精铸毛坯的结构示意图。
[0025] 图例说明:
[0026] 100、精铸毛坯;110、叶冠;111、锯齿工作面焊接缺口;120、缘板;130、叶身;131、叶盆;140、榫齿。

具体实施方式

[0027] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0028] 图1是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法的步骤框图;图2是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法的步骤f中精铸毛坯的结构示意图;图3是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法中精铸毛坯装夹定位后的结构示意图;图4是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法中精铸毛坯的结构示意图;图5是本发明优选实施例的涡轮叶片的加工方法中精铸毛坯的结构示意图。
[0029] 如图1‑图5所示,本实施例的涡轮叶片的加工方法,包括以下步骤:a、获取高精度锯齿加工砂轮以及涡轮叶片的精铸毛坯100,采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯100进行加工,以获得锯齿工作面焊接缺口111;b、在精铸毛坯100的锯齿工作面焊接缺口111处焊接耐磨涂层;c、对精铸毛坯100进行打磨和抛光;e、对精铸毛坯100进行渗铝铬处理,其中,精铸毛坯100上无需渗铝铬处理的待加工区域的加工余量不小于0.06mm;f、获取榫齿加工砂轮,采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,然后采用榫齿加工砂轮对精铸毛坯100进行加工,以获得榫齿140;g、采用榫齿140为定位基准对精铸毛坯100进行装夹定位,然后对精铸毛坯100进行加工,以获得涡轮叶片成品。具体地,本发明的涡轮叶片的加工方法,首先采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,定位可靠,加工精度高,再采用高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯100进行加工,以加工出用于焊接耐磨涂层的锯齿工作面焊接缺口111,高精度锯齿加工砂轮确保加工过程中的加工精度,避免磨削过多的加工余量,在精铸毛坯100的锯齿工作面焊接缺口111处焊接耐磨涂层,提高涡轮叶片耐磨性能,再对精铸毛坯100进行打磨和抛光,以去除焊疤,相对于现有技术,在渗铝铬处理前完成了耐磨涂层的焊接,避免了焊接时对渗铝铬层的破坏;
对精铸毛坯100进行渗铝铬处理的过程后,保证精铸毛坯100上无需渗铝铬处理的待加工区域的加工余量不小于0.06mm,这是由于渗铝铬层厚度为0.03‑0.06mm,加工余量不小于
0.06mm,使得精铸毛坯100上无需渗铝铬处理的待加工区域在后续机加工过程中被除去,相对于现有技术,避免了因渗铝铬处理过程中因温度过高而导致无需渗铝铬处理的待加工区域的遮蔽层出现渗漏,而导致涡轮叶片报废的风险;最后采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,定位可靠,加工精度高,采用榫齿加工砂轮磨削出榫齿140,再以榫齿140为定位基准对精铸毛坯100进行装夹定位,以对精铸毛坯100其余表面进行加工,获得涡轮叶片成品;本方案的涡轮叶片的加工,采用先焊接耐磨涂层再进行渗铝铬处理的同时,保证渗铝铬处理时精铸毛坯100上无需渗铝铬处理的待加工区域的加工余量不小于0.06mm,以避免焊接时破坏渗铝铬层或者渗铝铬处理时破坏零件的风险,进而提高了带冠涡轮叶片的加工能力和加工质量。应当理解的是,高精度锯齿加工砂轮通常理解为磨削面的轮廓度小于
0.005,以在加工精铸毛坯时,还用于确保精铸毛坯各个机加面的相对位置关系。
[0030] 如图3所示,本实施例中,精铸毛坯100包括叶冠110、缘板120、叶身130和榫齿140,叶冠110的侧壁上设有E面、E’面、F面、F’面、G面、G’面、H面以及H’面,叶身130的两侧分别设为叶背和叶盆131,E面、F面、G面和H面布设于精铸毛坯100上叶背一侧的叶冠110上,E’面、F’面、G’面和H’面布设于精铸毛坯100上叶盆131一侧的叶冠110上,精铸毛坯100上叶盆131一侧的锯齿工作面焊接缺口111包括F面和H面,精铸毛坯100上叶背一侧的锯齿工作面焊接缺口111包括F’面和H’面,高精度锯齿加工砂轮设有与E面、F面、G面和H面一一对应设置的四个磨削面,E’面与E面对应布设,F’面与F面对应布设,G’面与G面对应布设,H’面与H面对应布设。具体地,通过高精度锯齿加工砂轮的四个磨削面一次性加工出叶冠110上锯齿的E面、F面、G面和H面,或者一次性加工出叶冠110上锯齿的E’面、F’面、G’面和H’面,高精度锯齿加工砂轮的四个磨削面相对位置关系确定,以保证叶冠110上锯齿各个面之间的相对位置关系,提高加工精度,同时便于对加工后尺寸的测量和检验,提高保证产品合格率。应当理解的是,由于精铸毛坯100上叶盆131一侧的锯齿工作面焊接缺口111包括F面和H面,精铸毛坯100上叶背一侧的锯齿工作面焊接缺口111包括F’面和H’面,因此,叶盆131一侧的锯齿工作面焊接缺口111的位置和深度受F面磨削量的控制,而叶背一侧的锯齿工作面焊接缺口111的位置和深度受F’面磨削量的控制。
[0031] 如图3所示,本实施例中,精铸毛坯100还包括经过叶冠110中心点的X轴以及经过叶冠110中心点的Y轴,X轴分别与E’面与E面平行,Y轴垂直于X轴,E面与X轴之间的距离为L1,E面与F面之间的距离为L2,H面和X轴之间的夹角为∠1,H面与F面之间的夹角为∠2,H面与M轴之间的距离为L3;步骤a之前还包括步骤:根据精铸毛坯100的L1、L2、L3、∠1和∠2获取高精度锯齿加工砂轮的磨削量的计算公式;计算公式为:ΔL2=ΔL1÷cos∠1×sin∠2,其中,ΔL1为高精度锯齿加工砂轮对E面的磨削量,ΔL2为高精度锯齿加工砂轮对F面的磨削量,根据计算公式算出高精度锯齿加工砂轮的磨削量。具体地,ΔL2影响锯齿工作面焊接缺口111加工后的位置和深度,需要在高精度锯齿加工砂轮加工时进行控制,而由于E面与F面之间的距离受锯齿缺口底部圆弧的影响,测量不方便,而由精铸毛坯100上各个面和轴之间的相对位置关系可知,ΔL2=ΔL1÷cos∠1×cos∠2,即ΔL2可由ΔL1换算得来,而ΔL1测量方便(例如采用三坐标六点拟合或专用测具进行测量),因此,通过高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯100进行加工,以保证精铸毛坯100上各个面和轴之间的相对位置关系,进而将难以测量的ΔL2转化为便于测量ΔL1,从而实现对锯齿工作面焊接缺口111的深度与位置的控制。应当理解的是,高精度锯齿加工砂轮磨削时保证锯齿各个面留有足够的加工余量,以保证焊接耐磨涂层后留有足够的机加工余量,避免渗铝铬处理时破坏零件的风险。
[0032] 如图3‑图4所示,本实施例中,耐磨涂层厚度的加工公差为‑0.2mm‑0,L2的加工公差为±0.03mm,L3的加工公差为±0.03mm。具体地,由于对精铸毛坯100进行锯齿工作面焊接缺口111加工时,定位基准为步骤a中的精铸毛坯100上的六个定位点,而在步骤f中对锯齿的各个工作面经过了渗铝铬处理,需要磨削去除,此时,定位基准为榫齿140,锯齿在两次加工过程中发生了基准转化,因此,通过保证耐磨涂层厚度的加工公差为‑0.2mm‑0,L2的加工公差为±0.03mm,L3的加工公差为±0.03mm,以为锯齿的基准转化时预留足够的基准转化误差,保证锯齿加工后的加工精度,实现对锯齿两次加工时的基准转化误差控制。
[0033] 如图3所示,本实施例中,步骤a具体包括以下步骤:a1、获取高精度锯齿加工砂轮以及涡轮叶片的精铸毛坯100,采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮的四个磨削面对精铸毛坯100的E’面、F’面、G’面和H’面进行加工,以获得叶盆131一侧的锯齿工作面焊接缺口111;a2、再采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,然后采用高精度砂轮的四个磨削面对精铸毛坯100的E面、F面、G面和H面进行加工,以获得叶背一侧的锯齿工作面焊接缺口111。具体地,步骤a1中,首先采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮的四个磨削面对精铸毛坯100的E’面、F’面、G’面和H’面进行加工,提高加工精度,保证加工质量,同时保证叶冠110上锯齿叶盆131一侧的各个面之间的相对位置关系,以实现对叶盆131一侧的锯齿工作面焊接缺口111位置和深度的控制,保证零件合格;步骤a2中,首先采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮的四个磨削面对精铸毛坯100的E面、F面、G面和H面进行加工,提高加工精度,保证加工质量,同时保证叶冠110上锯齿叶盆131一侧的各个面之间的相对位置关系,以实现对叶盆131一侧的锯齿工作面焊接缺口111位置和深度的控制,保证零件合格。应当理解的是,在其他实施例中,可以先对叶冠110上叶盆131一侧的锯齿工作面焊接缺口111进行加工,再对叶冠110上叶背一侧的锯齿工作面焊接缺口111进行加工。
[0034] 如图5所示,本实施例中,步骤a1中的六点定位法具体包括以下定位点:A1、A2、A3、B4、B5和C6,其中,A1布设于叶背一侧的叶冠110上,A2和A3布设于叶背一侧的缘板120上,B4布设于靠近进气边的叶冠110上,B5布设于靠近进气边的缘板120上,C6布设于缘板120的内流道面上。具体地,A1、A2和A3均布设于叶背一侧,可构成同一平面,实现对精铸毛坯100的部分限位,再通过B4、B5和C6实现对精铸毛坯100的全部限位,以提高加工精度,保证加工质量。
[0035] 如图5所示,本实施例中,步骤a2中的六点定位法具体包括以下定位点:A1’、A2’、A3’、B4、B5和C6,其中,A1’布设于E’面上,A2’布设于G’面上,A3’布设于叶盆131一侧的缘板120的减轻槽上,B4布设于靠近进气边的叶冠110上,B5布设于靠近进气边的缘板120上,C6布设于缘板120的内流道面上。应当理解的是,步骤a2中对叶冠110上叶盆131一侧的锯齿工作面焊接缺口111进行加工时,步骤a1中的A1、A2和A3与待加工面位于叶片同一测而导致叶片定位装夹困难,且易与加工位置发生干涉而导致无法进行加工,因此,A1、A2和A3等3个定位精准不再适用,需要进行基准转化重新选择定位点,而步骤a1中E’面和G’面已经过初步的加工形成较精准的机加面,可将A1’布设于E’面上,A2’布设于G’面上,以保证加工精度,同时,如若A3’采用靠近叶冠110出的点作为定位点,受精铸毛坯100加工公差的影响,对锯齿工作面焊接缺口111的加工影响大,而为减少精铸毛坯100加工公差对加工的影响,将A3’布设于叶盆131一侧的缘板120的减轻槽上,此处距离待加工的距离为L4(在本实施例中为
48mm),而精铸毛坯100的加工公差(在本实施例中为±0.15mm)远小于L4,由精铸毛坯100的位置关系可得,tanα=T/L(T为精铸毛坯100的加工公差),计算可得A3’定位点对叶片装夹摆动角度影响约为0.006°,以保证基准转化误差可控,加工精度高。
[0036] 如图5所示,本实施例中,步骤f中的六点定位法具体包括以下定位点:A1”、A2、A3、B4、B5和C6,其中,A1”布设于叶背一侧的叶冠110上,A2和A3布设于叶背一侧的缘板120上,B4布设于靠近进气边的叶冠110上,B5布设于靠近进气边的缘板120上,C6布设于缘板120的内流道面上,A1”的加工公差为±0.03,精铸毛坯100的位置度公差为±0.2。
[0037] 本实施例中,步骤a之前还包括步骤:获取高精度成型滚轮,采用高精度成型滚轮对原始锯齿加工砂轮进行修整,以获得高精度锯齿加工砂轮,其中,高精度成型滚轮设有与磨削面一一对应布设的滚轮面,滚轮面的轮廓度范围为0‑0.005。具体地,通过高精度成型滚轮加对原始锯齿加工砂轮进行修整,以获得高精度锯齿加工砂轮,而高精度成型滚轮的滚轮面的轮廓度范围为0‑0.005,进而保证高精度锯齿加工砂轮的加工精度,从而保证精铸毛坯100上各个面的相对位置关系。
[0038] 本实施例的涡轮叶片的校验方法,用于上述的涡轮叶片的加工方法,包括以下步骤;获取高精度锯齿加工砂轮以及涡轮叶片的精铸毛坯100,采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,然后采用高精度锯齿加工砂轮对精铸毛坯100进行加工,以获得锯齿工作面焊接缺口111;对精铸毛坯100进行打磨和抛光;对精铸毛坯100进行渗铝铬处理;获取榫齿加工砂轮,采用六点定位法对精铸毛坯100进行装夹定位,然后采用榫齿加工砂轮对精铸毛坯100进行加工,以获得榫齿140;采用榫齿140为定位基准对精铸毛坯100进行装夹定位,然后对精铸毛坯100进行加工,以获得涡轮叶片试验件;采用涡轮叶片试验件对涡轮叶片成品进行基准转化误差校验。具体地,首先获得涡轮叶片试验件,由于涡轮叶片试验件没有进行耐磨涂层的焊接,因此可采用测量工具(例如显微镜)对锯齿工作面焊接缺口111进行放大和测量,然后与涡轮叶片成品进行比较,以得到L1和耐磨涂层的厚度,进而对锯齿基准转化误差进行验证,从而确定产品合格。
[0039] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。