最近我们工厂接到东汽叶片分厂几批次低压缸动锁叶片,客户要求我们在已经加工完背径向和内径向的半成品叶片大顶针孔,客户图纸如图一

图1
以前我们在加工的时候一般都是把六面体加工完以后马上就打顶针孔,这样在加工的时候既容易定位也容易检测,但这次从图纸可以看出,这次客户拿过来的叶片是已经加工完背径向和内径向的半成品,并且背径向和内径向都与设计基准有斜度,所以这次顶针孔的加工和以前其它叶片顶针孔的加工有很大的不同,难点有以下几点(特别是第3点):
1. 顶针孔的中心线要求与已经加工好的背径向和内径向有一定的角度,工件难定位
2. 顶针孔位置精度要求较高
3. 顶针孔位置难以通过平常的检测方法检测出来
由于这次的低压缸动锁叶是我们工厂从来没有加工过的,属于新型产品,同时加工难度也较大,所以接到客户的需求后,我们工厂技术研发部和小件工段铣床班组等相关人员马上投入到相关工作中去。经过反复的思考,计算,调试终于完成了这次新型疑难顶针孔的加工,并且我们的产品加工完成交到东方汽轮机叶片分厂后一次性全部通过了他们的检验。现在我将这次顶针孔的加工方法和具体步骤总结如下。
一.工量具的准备
所需要的工具有:
机床X6132,
斜度为1度16分3.5秒的垫铁(垫铁尾部须有挡销,作为定位用),
铣夹头,
A6.3/16中心钻,
平口虎钳(200)
压板,拉杆等
所需要量具有:
数显高度划线尺(0-300/0.01),
百分表(带表座和表架)
检验平台,
正玄规(200),
块规(重叠在一起的厚度为4.42mm,并且数量越少越好)
φ11钢球,
φ10圆柱销等
二.工装的安装
1. 将平口虎钳垂向安装在机床X6132工作台上,并且用百分表将固定钳口在机床的横向方向上找正,即使固定钳口与工作台的横向移动轨迹平行(加工顶针孔时工作台横向进给),这样安装的作用是使加工出来的顶针孔的中心线在图1的俯视图上与设计基准重合。
2. 由于内径向面与设计基准有1度16分3.5秒的斜度,而从图1的主视图可以看出顶针孔与设计基准在垂向方向是重合的,所以现在要在平口虎钳的底面上安装斜度为1度16分3.5秒的垫铁,并且需要用百分表检测斜度垫铁是否安装后的斜度为1度16分3.5秒,方法是在斜度垫铁上划两条间距为100mm的线,然后用百分表检测两条线的高度差是否为2.21mm(计算方法为△h=
tan∠1°16′3.5″*100=2.21mm)
3. 将压板和拉杆安装在工作台上,便于平口虎钳在装夹工件时使工件内径向面与斜度垫铁贴紧。
4. 安装铣夹头和中心钻
安装好的工装如下图
三.工件加工步骤
1. 首先将半成品的毛刺和飞边挫掉,避免其影响工件装夹时的定位
2. 将工件内径向面朝下与斜度垫铁接触,叶冠面朝向中心钻,然后使叶根端与斜度垫铁上的定位圆柱销顶紧,再用平口虎钳把工件夹紧(注意此时夹紧力不宜过大,否则会影响步骤3的作用),此时工件在工作台纵向方向上和横向方向上的位置已经固定。
3. 用压板将工件向下压紧,使内径向面和斜度垫铁贴紧,作用是让工件在垂向方向上的位置固定
4. 启动机床,手动横向进给工作台,使工件顶针孔的有效长度达到3-5mm
注意:尽量保证每一个工件装到夹具上后平口虎钳的压紧力一致,同时压板的压紧力一致
四.工件的检测
1. 将检验平台擦拭干净,并将200mm的正玄规放在检验平台上
2. 在正玄规一端垫总厚度为4.22mm的块规组合(计算方法:h=tan∠1°16′3.5″*200=4.22mm),这样做的作用是使工件内径向朝下放在正玄规上面后的设计基准与检验平台平行,原理如图2
3. 把φ10圆柱销放在正玄规上,并且贴紧下面垫块规的一端,如图2
4. 将数显高度尺放在检验平台上,并测量φ10圆柱销外圆高度,测量准确后将数显高度尺清零,即将此时圆柱销外圆高度设为临界基点,如图2
5. 将工件内径向面朝向放在正玄规上,叶根端顶紧φ10圆柱销,然后用φ11钢珠顶紧加工出来的中心孔同时用数显高度尺测量钢珠最高点与上步骤4设定的临界基点的距离是否为12.16±0.05,如是则加工合格,如图2
计算原理:如图2主视图,要求顶针孔中心线与叶根内径向端尺寸为16.767即为合格,但此尺寸不便于测量,于是在图2主视图左端加一φ10圆柱销,右端加一φ11钢球,通过测量圆柱销的最高外圆点与钢球最高点的距离差是否为△h′=16.767+11/2- 10-tan∠1°16′3.5″*(11/2)=12.16mm
6. 将工件侧放于检验平台,并用钢珠顶紧顶针孔,检测顶针孔在图2俯视图的位置,用数显高度尺测量钢珠最高点与检验平台的距离,若为45.2±0.05(则合格

图2
小件工段汪大庚 供稿