混流式转轮铸造叶片的数控加工难点及解决方法2

维修技巧 2014-11-28 23:55:40
  左侧色谱颜色变化与测量点余量多少相对应,比如余量超过10mm 则该测量点显示为红色,余量如果低于10mm 则该点显示为深蓝色,余量范围可以任意设定。从图3 中可以看出右下侧序208 点加工余量最少。这时就可以判断叶片各部位是否要在加工前补焊以及补焊区域的大小,可避免加工过程中在机床上补焊或加工后补焊,减少因此造成的工时损失,并提高叶片加工后表面质量。
  最后按加工坐标系输出所有测量点(包括3 个定位球球心)的新坐标,这样根据3 个球心坐标就可以确定毛坯叶片在铣工具上的装夹位置,且按此位置加工,叶片各处余量均匀,不必在机床上再去校正叶型。
  3 、叶片铣工具的设计
  叶片加工分两次装夹,分别加工完成叶片的正面及背面叶型,铣工具设计也分成正面铣工具和背面铣工具两部分。其中正面铣工具要能实现灵活调节叶片位置,因为每块叶片毛坯不同,装夹位置也不相同,正面铣工具需要能适用于所有的叶片。背面铣工具结构虽相对固定,但要注意保证定位基准面准确。背面铣工具铣加工时要特别注意这一点:铣工具筋板曲面和4 定位销相对位置关系要正确,背面铣工具加工零点X、Y、Z 3 个角尺面要铣准。这是整块叶片虽然分两次装夹完成,但加工后叶片正、背面型线加工误差符合设计公差要求的关键所在,不得有丝毫马虎。
  3.1 正面铣工具
  正面铣工具主要包括一块大底板和3 个带凹球面的支墩以及一些压板及支撑附件。3 支墩凹球面与叶片上所焊的3 个球相配,叶片3 球定位后,通过叶片毛坯上预先焊的4 个工艺吊攀被固定到大底板上。鉴于每块毛坯叶片的装夹位置均不相同,设计正面铣工具时要充分考虑其能够实现灵活调节即通用性。因此正面铣工具底板上设计有成排的螺孔以方便装夹,3 个支墩及其他支撑附件也都设计成高度可调式结构。
  3.2 背面铣工具
  背面铣工具主要由一块大底板和一些曲面筋板组成。筋板被预先铣成叶片正面一致的曲面,同时筋板侧面装有4 个定位销,用于保证叶片第二次装夹时的准确定位。由于叶片背面铣工具直接关系叶片加工精度,对保证加工质量非常重要,因此背面铣工具筋板的型面与定位销的相对位置需要十分准确。为此,我们特地设计了第4只定位销用来校核,这样可以很方便核对背面铣工具的加工是否正确,因为当第一块叶片正面铣好装夹到背面铣工具上,如果发现叶片与筋板曲面间隙较大,有了第4只销子就容易判断到底是背面叶片铣工具的问题还是叶片加工的问题,这也是我们这么多年加工叶片总结出来的经验。加工背面叶型时,每块叶片装夹位置准确一致,有效地保证了叶片型线的精度要求,又保证了叶片重量的一致性,方便以后的转轮装焊配重。
  为节约成本起见,叶片背面铣工具也摈弃了之前筋板焊死在底板上的结构,改为筋板与底板之间用螺栓及定位块连接,以便底板可以重复用于其他产品。为保证拆下来的筋板以后装回到大底板上还是在同样的位置,我们特别设计了若干定位块,每块筋板安装到底板上后,在底板上先拧上小的定位块(定位块与底板之间的连接螺栓与定位块孔采用小间隙配合),然后将定位块与筋板配焊牢,每块筋板用2 个定位块固定。这样的设计既确保了筋板位置的唯一性,又可使筋板可拆卸,以便大底板能通用于其他产品。
  4、 叶片的数控编程
  叶片数控加工是通过三轴铣的方法、分两次装夹完成整张叶片的叶型加工。叶片主要的加工难度是在插铣加工叶片四周边和粗铣加工叶型的时候,因为这两步加工时叶片余量多且不均匀,占用了叶片65%~70%的加工时间,如果提高了这两步的效率,也就提高了整张叶片的加工效率。在UG 软件中进行叶片周边插铣加工和叶型粗加工的编程方法如下:
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