申请/专利权人：北京汉飞航空科技有限公司

申请日：2018-03-28

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN108380989B

主分类号：B23H7/02

分类号：B23H7/02;B23H7/10;B23H11/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2018.09.04#实质审查的生效;2018.08.10#公开

摘要：一种航空发动机整体叶盘的加工方法及设备，属于电火花加工技术领域。包含机床各转转轴及直线轴，X轴位于下端，Y轴置于X轴上，两轴方向成90度交叉，X、Y轴带动叶盘毛坯水平移动。A轴转台置于Y轴上，机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，Z1轴置于A轴上，带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度。C轴转台连接在Z1轴上，C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝可以切割不同角向的叶片。Z轴置于立柱上端，下面连接V轴，V轴下端连接U轴，上线臂连接到U轴上，Z2轴置于立柱下端，下线臂连接在Z2轴上，丝桶置于立柱后方。

主权项：1.一种航空发动机整体叶盘的加工设备，其特征在于，包含机床各转轴及直线轴，X轴位于下端，X轴工作台置于机床床身上，Y轴工作台置于X轴工作台上，X轴工作台与Y轴工作台的两轴方向成90度交叉；A轴转台置于Y轴工作台上，Z1轴工作台置于机床的A轴转台上，Z1轴工作台连接C轴转台，C轴转台连接叶盘，C轴转台连接在Z1轴工作台上，Z轴工作台置于立柱上端，Z轴工作台下面连接U轴及V轴，上线臂连接到U轴及V轴上，Z2轴置于立柱下端，Z2轴连接下线臂，丝筒置于立柱后方的床身上；A轴转台的中心轴线与X轴工作台的轴线平行；机床的A轴转台带动叶盘以A轴转台的中心轴线旋转，Z1轴工作台带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度；Z轴工作台下面连接V轴工作台，V轴工作台下端连接U轴工作台，上线臂连接到U轴工作台上；Y轴置于X轴上，X轴、Y轴带动叶盘毛坯水平移动，V轴下端连接U轴，机床的Z轴、Z2轴带动上下线臂垂直移动，控制加工区域钼丝开口的大小；叶盘的毛坯零件装夹在C轴转台上，通过C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝能够切割不同角向的叶片间流道，通过和U轴、V轴联动实现多角度切割轨迹；U轴、V轴带动上线臂水平移动偏摆钼丝切割角度。

全文数据：一种航空发动机整体叶盘的加工方法及设备技术领域[0001]本发明涉及一种航空发动机整体叶盘的加工方法及设备，属于电火花加工技术领域。背景技术[0002]整体叶盘是把发动机转子的叶片和轮盘设计成一个整体，采用整体加工或焊接叶片和轮盘材料可以不同方法制造而成，无需加工榫头和榫槽。[0003]与传统的叶片和轮毂装配结构相比，这种整体结构的优点是:叶盘的轮缘径向高度、厚度和叶片原榫头部位尺寸均可大大减小，减重效果明显;发动机转子部件的结构大为简化;消除了分体结构榫齿根部缝隙中气体的逸流损失;避免了叶片和轮盘装配不当造成的微动磨损、裂纹以及锁片损坏带来的故障，从而有利于提高发动机工作效率，可靠性得以进一步提升。[0004]整体叶盘具有如此多的优点，但是在整体叶盘的加工过程中，也遇到了很多的问题。现阶段整体叶盘加工主要采用数控铣削和电化学电解加工两种方式，但都各有利弊。[0005]数控铣削技术是整体叶盘常用的加工方法，整体叶盘通道是特殊曲面型腔结构，传统的铣削加工方法采用立铣刀分层侧铣，侧铣刀具受径向力作用，随着通道铣削深度的加深刀具悬伸量加长，刀具的刚性变差，在径向力的作用之下刀具变形、振动、磨损加剧，力口工效率显著降低。针对整体叶盘复杂通道侧铣加工存在的问题，数控铣削开槽插铣方法解决了一些上述问题，但是，数控铣削切削力大，叶片易受变形，刀具与叶盘易发生千涉，刀具磨损严重等问题依然存在。整体叶盘另一种加工方法是数控电解加工，电解加工也存在一些不足之处，加工的影响因素多，且加工稳定性和重复性都比较差，尤其是加工闭式整体叶盘零件时，叶盘流道弯扭复杂，且冲液问题也难于解决。电流要求高，电解液和电解产物需要专门处理，环境污染严重。发明内容[0006]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种航空发动机整体叶盘的加工方法及设备。[0007]—种航空发动机整体叶盘的加工设备，x轴工作台置于机床床身上，Y轴工作台置于X轴工作台上，X轴工作台与Y轴工作台的两轴方向承度交叉;A轴转台置于Y轴工作台上，z轴工作台置于机床的A轴转台上，Z轴工作台连接C轴转台，C轴转台连接叶盘，C轴转台连接在Z轴工作台上，Z轴工作台置于立柱上端，z轴工作台下面连接u轴及v轴，上线臂连接到u轴及V轴上，Z轴置于立柱下端，Z轴连接下线臂，丝筒置于立柱后方的床身上。[0008]A轴转台的中心轴线与X轴工作台的轴线平行。[0009]机床的A轴转台带动叶盘以A轴转台的中心轴线旋转，Z轴工作台带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度，C轴转台连接叶盘水平旋转，使钼丝能够切割不同角向的叶片间流道。[0010]钼丝的一端连接在丝筒，钼丝的另一端经过与下线臂及上线臂连接后与丝筒连接，即钼丝盘绕连接在丝筒上。[0011]Z轴工作台下面连接V轴工作台，V轴工作台下端连接U轴工作台，上线臂连接到U轴工作台上。[0012]一种航空发动机整体叶盘的加工设备，包含机床各转转轴及直线轴，X轴位于下端，Y轴置于X轴上，两轴方向成9〇度交叉，X轴、Y轴带动叶盘毛坯水平移动;A轴转台置于Y轴上，机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，Z1轴置于A轴上，带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度;C轴转台连接在Z1轴上，C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝可以切割不同角向的叶片;Z轴置于立柱上端，下面连接V轴，V轴下端连接u轴，上线臂连接到U轴上，Z2轴置于立柱下端，下线臂连接在Z2轴上。[0013]机床的X轴、Y轴带动叶盘毛坯水平移动;机床的Z轴、Z2轴带动上下线臂垂直移动，控制加工区域钼丝开口的大小；叶盘的毛坯零件装夹在C轴转台上，通过C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝可以切割不同角向的叶片，机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，通过和U轴、V轴联动实现多角度切割轨迹;Z1轴带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度;U轴、V轴带动上线臂水平移动偏摆钼丝切割角度。[0014]—种航空发动机整体叶盘的加工方法，含有以下步骤；[0015]步骤1;机床的X轴、Y轴带动叶盘毛坯水平移动到起切点；[0016]步骤2;Z1轴带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度。[0017]步骤3;叶盘的毛坯零件装夹在C轴转台上，通过C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝可以切割不同角向的叶片间流道外。[0018]步骤4;机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，通过和U轴、V轴、X轴、Y轴联动带动钼丝实现叶片间流道外形轨迹的切割，通过不断的钼丝火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的流道外形。[0019]本发明的优点是将传统的线切割加工原理应用到整体叶盘流道开槽掏料加工中，由于电火花线切割加工中无切削力及应力，加工振动变形问题影响很小，同时也不存在刀具磨损问题。大幅降低了加工成本，提高了加工效率。附图说明[0020]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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，如图其中：[0021]图1为本发明装配前结构示意图。[0022]图2为本发明装配后结构示意图。[0023]图3为本发明加工状态图。[0024]图4为本发明丝筒装置结构图。[0025]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。具体实施方式[0026]显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。[0027]本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。[0028]本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。[0029]为便于对本发明实施例的理解，下面将做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。[0030]实施例1:如图1、图2、图3及图4所示，一种航空发动机整体叶盘的加工方法，含有以下步骤；[0031]步骤1;机床的X轴、Y轴带动叶盘毛坯水平移动到起切点；[0032]步骤2;Z1轴带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度。[0033]步骤3;叶盘的毛坯零件装夹在C轴转台上，通过C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝15可以切割不同角向的叶片间流道外。[0034]步骤4;机床的A轴带动叶盘分别围绕X轴旋转，通过U轴、V轴、X轴、Y轴联动带动钼丝15实现叶片间流道外形轨迹的切割，通过不断的钼丝15火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的流道外形。[0035]实施例2:如图1、图2、图3及图4所示，一种航空发动机整体叶盘的加工设备，包含立柱、床身、各旋转轴及直线轴，X轴工作台10置于机床床身11上，Y轴工作台9置于X轴工作台10上，X轴工作台10与Y轴工作台9的两轴方向成90度交叉。A轴转台8置于Y轴工作台9上，Z1轴工作台7置于机床的A轴转台8上，Z1轴工作台7连接C轴转台6，C轴转台6连接叶盘13,机床的A轴转台8带动叶盘I3分别围绕X轴10旋转，X轴10是水平安装。[0036]Z1轴工作台7带动叶盘13垂直移动，调整叶盘13的切割高度，C轴转台6连接在Z1轴工作台7上，C轴转台6控制叶盘13水平旋转，使钼丝15可以切割不同角向的叶片间流道。[0037]Z轴工作台4置于立柱12上端，Z轴工作台4下面连接U轴及V轴5,上线臂3连接到U轴及V轴5上，Z2轴14置于立柱12下端，Z2轴14连接下线臂2,丝筒装置1置于立柱12后方的床身11上。[0038]钼丝I5的一端连接在丝筒装置1，钼丝15的另一端经过与下线臂2及上线臂3连接后与丝筒装置1连接，即钼丝15盘绕连接在丝筒装置i的丝筒18上，丝筒装置丨的左支架16通过左绝缘盘20连接丝筒18的一端，丝筒装置1的右支架17通过右绝缘盘19连接丝筒18的一端。[0039]实施例3:如图1、图2、图3及图4所示，一种航空发动机整体叶盘的加工方法及设备九轴五联动电火花线切割机床），将传统的线切割加工原理应用到整体叶盘流道开槽掏料加工中，由于电火花线切割加工中无切削力，加工振动变形问题影响很小，同时也不存在刀具磨损问题。大幅降低了加工成本，提髙了加工效率。[0040]—种航空发动机整体叶盘的加工方法，含有以下步骤；[0041]机床的X、Y轴带动叶盘毛坯水平移动。''[0042]机床的Z轴、Z2轴带动上下线臂垂直移动，控制加工区域钼丝15开口的大小[0043]Z1轴带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度。[0044]叶盘的毛坯零件装夹在C轴转台上，通过c轴控制叶盘水平旋转，使钼丝丨5可以切割不同角向的叶片。[0045]机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，通过和U轴、V轴联动实现多角度切割轨迹。[0046]U轴、V轴带动上线臂水平移动偏摆钼丝丨5切割角度。°[0047]在电火花线切割加工中，移动的细金属导线（铜丝或钼丝丨5作一个电极，工件作为另一个电极，C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝15可以切割不同角向的叶片间流道外，通过u轴、V轴、B轴、X轴、Y轴联动带动钼丝15实现叶片间流道外形轨迹的切割，通过不断的火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的流道外形。[0048]实施例4:如图1、图2、图3及图4所示，一种航空发动机整体叶盘的加工设备，x轴工作台10的移动轴线为X轴，Y轴工作台9的移动轴线为y轴，Z轴工作台4的移动轴线为Z轴，Z1轴工作台7的移动轴线为Z1轴，Z2轴工作台14的移动轴线为Z2轴，U轴工作台的移动轴线为u轴，V轴工作台的移动轴线为V轴，A轴转台8的中心轴线与X轴工作台1〇的移动轴线平行，z轴、Z2轴与Z轴的移动轴线平行，X轴与Y轴的移动轴线为十字线，c轴转台6的轴线为C轴。[0049]实施例5:如图1、图2、图3及图4所示，一种航空发动机整体叶盘的加工设备，包含立柱、床身、各旋转轴及直线轴，X轴工作台10置于机床床身11上，Y轴工作台9置于X轴工作台10上，X轴工作台10与Y轴工作台9的两轴方向成9〇度交叉。A轴转台8置于Y轴工作台9上，Z1轴工作台7置于机床的A轴转台8上，Z1轴工作台7连接C轴转台6，C轴转台6连接叶盘13,机床的A轴转台8带动叶盘I3以A轴转台8的中心轴线旋转，A轴转台8的中心轴线与X轴工作台10的移动轴线垂直，Z1轴工作台7带动叶盘13垂直移动，调整叶盘13的切割高度，C轴转台6连接在Z1轴工作台7上，C轴转台6控制叶盘13水平旋转，使钼丝15可以切割不同角向的叶片间流道。[0050]Z轴工作台4置于立柱12上端，Z轴工作台4下面连接U轴工作台及V轴工作台5，结构为Z轴工作台4下面连接V轴工作台，V轴工作台下端连接U轴工作台，上线臂3连接到U轴工作台上，Z2轴工作台14置于立柱12下端，Z2轴工作台14连接下线臂2,丝筒装置1置于立柱12后方的床身11上。[0051]钥丝15的一端连接在丝筒装置1，钼丝I5的另一端经过与下线臂2及上线臂3连接后与丝筒装置1连接，即钼丝15盘绕连接在丝筒装置1上。[0052]所述置于为连接。[0053]实施例6:—种航空发动机整体叶盘的加工设备，包含机床各转转轴及直线轴，X轴位于下端，Y轴置于X轴上，两轴方向成90度交叉，X轴、Y轴带动叶盘毛还水平移动。A轴转台置于Y轴上，机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，Z1轴置于A轴上，带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度。c轴转台连接在z1轴上，C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝可以切割不同角向的叶片。z轴置于立柱上端，z轴下面连接V轴，V轴下端连接U轴，上线臂连接到u轴上，Z2轴置于立柱下端，下线臂连接在Z2轴上。[0054]机床的X轴、Y轴带动叶盘毛坯水平移动。机床的2轴、Z2轴带动上线臂及下线臂垂直移动，控制加工区域钼丝开口的大小。叶盘的毛坯零件装夹在c轴转台上，通过C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝可以切割不同角向的叶片，机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，通过和U轴、V轴联动实现多角度切割轨迹。Z1轴带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度。U轴、V轴带动上线臂水平移动偏摆钼丝切割角度。[0055]如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种航空发动机整体叶盘的加工设备，其特征在于X轴工作台置于机床床身上，Y轴工作台置于X轴工作台上，X轴工作台与Y轴工作台的两轴方向承度交叉;A轴转台置于Y轴工作台上，Z轴工作台置于机床的A轴转台上，Z轴工作台连接C轴转台，C轴转台连接叶盘，C轴转台连接在Z轴工作台上，Z轴工作台置于立柱上端，Z轴工作台下面连接U轴及V轴，上线臂连接到U轴及V轴上，Z轴置于立柱下端，Z轴连接下线臂，丝筒置于立柱后方的床身上。2.根据权利要求1所述的一种航空发动机整体叶盘的加工设备，其特征在于A轴转台的中心轴线与X轴工作台的轴线平行。3.根据权利要求1所述的一种航空发动机整体叶盘的加工设备，其特征在于机床的A轴转台带动叶盘以A轴转台的中心轴线旋转，Z轴工作台带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度，C轴转台连接叶盘水平旋转，使钼丝能够切割不同角向的叶片间流道。4.根据权利要求1所述的一种航空发动机整体叶盘的加工设备，其特征在于钼丝的一端连接在丝筒，钼丝的另一端经过与下线臂及上线臂连接后与丝筒连接，即钼丝盘绕连接在丝筒上。5.根据权利要求1所述的一种航空发动机整体叶盘的加工设备，其特征在于Z轴工作台下面连接V轴工作台，V轴工作台下端连接U轴工作台，上线臂连接到U轴工作台上。6.根据权利要求1所述的一种航空发动机整体叶盘的加工设备，其特征在于包含机床各转转轴及直线轴，X轴位于下端，Y轴置于X轴上，两轴方向成90度交叉，X轴、Y轴带动叶盘毛坯水平移动;A轴转台置于Y轴上，机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，Z1轴置于A轴上，带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度;C轴转台连接在Z1轴上，C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝可以切割不同角向的叶片;Z轴置于立柱上端，下面连接V轴，V轴下端连接U轴，上线臂连接到U轴上，Z2轴置于立柱下端，下线臂连接在Z2轴上。7.根据权利要求1所述的一种航空发动机整体叶盘的加工设备，其特征在于机床的X轴、Y轴带动叶盘毛坯水平移动;机床的Z轴、Z2轴带动上下线臂垂直移动，控制加工区域钼丝开口的大小;叶盘的毛坯零件装夹在C轴转台上，通过C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝可以切割不同角向的叶片，机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，通过和U轴、V轴联动实现多角度切割轨迹;Z1轴带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度;U轴、V轴带动上线臂水平移动偏摆钼丝切割角度。8.—种航空发动机整体叶盘的加工方法，其特征在于含有以下步骤；步骤1;机床的X轴、Y轴带动叶盘毛坯水平移动到起切点；步骤2;Z1轴带动叶盘垂直移动，调整叶盘的切割高度；步骤3;叶盘的毛坯零件装夹在C轴转台上，通过C轴控制叶盘水平旋转，使钼丝可以切割不同角向的叶片间流道外；步骤4;机床的A轴带动叶盘分别围绕X旋转，通过和U轴、V轴、X轴、Y轴联动带动钼丝实现叶片间流道外形轨迹的切割，通过不断的钼丝火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的流道外形。

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