涡轮外环块空间角度气膜孔电火花加工技术- .pdf

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1、D慧涡轮外环块空问角度气膜孔电火花加工技术沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司(辽宁110043)刘丹王德新尚硕涡轮外环块是镶嵌在某新型航空发动机涡轮外过快脱落对零件造成的损坏，在每个涡轮外环块零环壳体上的一组密封组合件，材料为铸造高温合金件型面及周边上共设计了数百个冷却气膜孔，用于(K77)，环块表面带有2ram厚的Ni—Cr—A1等离对零件的高温工作表面进行冷却降温。同时为获得子喷涂涂层，数百个气膜孔贯穿涂层和基体，分别预期的气流分布效果，每个气膜孔轴线空间角度各分布在零件的型面和周边上，且每个气膜孔轴线的不相同，且孔径的尺寸规格也较多，分别为空间角度

2、各不相同，此种结构给加工带来极大困≯0．4mm、≯035rnrrl和0．3mm三种规格，其难。目前国内、外多数航空发动机制造厂大都采用中型面上分布的50个气膜孔需穿透涂层和基体两种多轴数控电火花打孔机床加工类似零件，技术关键材料，这种设计给气膜孔加工带来了极大的困难。主要集中在数控程序编制和专用工装设计上。我公2．工艺试验司近几年虽引进了多台电火花高速小孔加工设备，(1)试验设备本项工艺试验在以厂内一台但多是从事单角度、单孔径的小孔数控加工，像涡ZT～010A型电火花数控打孔机床为试验平台，该轮外环块这类多孔径、多角度、大数量气膜孔零机床共设有7个运动轴，其

3、中6个轴点位数控，工作件(见图1)的加工，以前从来没有进行过，为保台上配置了、y、、四个坐标轴，其中、y证某新机研制进度，提高公司的小孔电加工技术水为直线运动轴，、B为旋转坐标轴。轴安置在工平，项目组针对该件的小孔加工工艺开展了技术攻作台上，B轴安置A轴上，Z轴为直线运动轴带动整关，利用厂内现有的电火花数控打孔机床，以程序个主轴头沿垂直方向上下运动，根据工件的不同高编制、工装研制、加工参数优选等关键技术为突破度调整主轴头导向器与工件间的距离，轴为复合口，力争实现该零件的厂内自主加工，为新机研制到L由方向的伺服加工轴，从结构原理上分析6轴与扫除技术障碍。夹具一

4、起配合，可完成该零件型面上各种空间角度气膜孔的电火花加工。(2)夹具研制该项工艺技术成功的关键，集中体现在夹具设计和程序编制上，分析图样后发现，零件的两个基准分别为800‰,mm#b圆和大端面(见图1)，可将它们转化为夹具上的定位基图1涡轮外环块零件模型准，这种定位方式可使零件涂层弧面朝上，且所有1．零件结构分析气膜孔通过机床各运动轴移动和转动，均可以找到涡轮外环块是组成涡轮外环壳体的单元体，每理想的加工位置，但若采用传统压紧方式在零件上个涡轮外环壳体由24个外环块组成环形密封件，在端实施压紧，压块将会遮挡部分加工孔位。为解决发动机中处于高温，高压、高载荷的

5、工作状态，为此问题我们在夹具定位块上设计了一个滑块压紧组提高零件的耐高温承受力，减少因热变形和涂层的件(见图2)，利用锁紧螺钉和压块从零件底部将争跏⋯P57Dl其固定压紧，实现了零件全孔位无遮挡装夹的预期7轴电火花数控打孔机床上进行了涡轮外环块气膜设想，为后续试验加工提供了方便条件。孔打孔工艺试验，为保证零件进行旋转定位后，各加工位置点不出现干涉现象，加工时采用了加长杆电极导向器，使电极与工件间始终可以保持理想的2距离进行稳定的放电加工。试验过程中发现，机床各轴的运动精度对气膜孔轴线空间角度的形成十分3关键，为保证加工时中心点不出现偏移，我们在夹具体上加工了

6、一个固定对刀点，每次重新装夹零件前都利用该点对中心点进行一次校核，以最大限度图2夹具结构简图地消除机床精度误差对加工准确性造成的影响，试1．滑块压紧组件2．侧向定位块3．联接固定板验过程中还发现，该零件在进行热喷涂工序时，加工过程中产生的高温会使零件型面产生一定变形，为配合机床的两个转轴(、B)完成气膜孔在夹具上装夹定位零件时，变形误差若不能及时得轴线空间角度的精确旋转定位，必须将夹具中心与到消除，旋转加工后气膜孔位置度将产生严重的偏零件中心设计在一起，为此我们在夹具定位块上设差，严重时可导致零件直接报废。为此我们在夹具计了找正圆，利用它可以方便地将夹具体与

7、机床转上增加了一个可调定位支点(见图2)，每次装夹台B轴找正同心，实现零件、夹具和机床转台的三时都利用该支点配合百分表来调整零件位置度，让个基准轴心统_¨，这样才能保正气膜孔轴线空间角零件定位处在最佳位置后再开始加工，使上述问题度旋转的准确性。得到了很好的解决。(3)程序编制程序设计遵循了理论与实际该零件气膜孔孔径尺寸分为≯0．41"Im、相结合的工艺方法，我们分别建立了夹具的UG模0．35mm和0．3mm三种规格，按常规加工方型和零件的打孔工序UG模型，然后将其组成了一法加工过程中需更换三次电极导向器，每次更换时个UG模型组(见图3)，并在模拟工况状态下截

8、取都需重新对刀以确定加工零点，这种情况势必会对出每个