低压涡轮六联铸叶片蜡模加工研究

苗海　司洁宇　赵健

[摘 要]进入20世纪，模具行业异军突起，精铸无余量叶片技术在航空航天上得到广泛的应用，它不仅可以减少零件的机械加工，缩短生产周期，而且由于铸造表面保留的0.2-0.3mm厚一层致密的细晶粒，使零件的抗氧化腐蚀性和抗疲劳性得到提高。近年来，精铸无余量叶片蜡模由过去的单体叶片逐步向多联体叶片发展。随着模具复杂程度的增加及设计精度的提高，加工方法较比以前的单体叶片更趋复杂。本文主要研究某低压涡轮六联铸叶片蜡模的加工过程，并取得良好效果，希望广泛推广，推动多联体叶片蜡模加工技术的提升。

[关键词]叶片 六联铸 叶型活块 工艺孔 高速铣 光度

中图分类号：S395 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0253-01

引言

随着现代化工业的突飞猛进发展，产品的生产和更新基本上都是以模具的发展为基础，模具制造业的先进与否，决定着一个企业的发展潜力，甚至代表着一个国家的先进程度。

模具是利用其特定的形状使制品成型，并达到一定形状和尺寸、精度的制品工具。在各种模具当中，无余量叶片蜡模是精度高、形状复杂模具的一个典范。所谓无余量叶片蜡模也就是这种模具压制出的叶片蜡件，经过喷涂烧结，浇注之后制成钢件叶片，其盆背型面无须再加工。因此要求无余量蜡模型面加工误差±0.02，型面粗糙度 ，各模块间隙不大于0.03mm，

叶身型面要用三坐标检测合格后才能组装交付使用，这就要求加工各环节紧密配合，精益求精。就目前技术水平，六联铸叶片蜡模加工是最复杂，最具有挑战的任务，现就该蜡模加工过程进行总结：

1 模具概述

该模具是低压涡轮六联体叶片蜡模，是目前国内最多叶片联铸方式，在国际上也是比较高难度的叶片铸造方式。相应六联铸无余量叶片蜡模共有58个大小不同的件号组成，分为上下模板、上下左右模块、五组叶身活块，三件大端活块、三件小端活块等，并有榫条、锁紧块、手柄等辅助件。每个小活块的形状都是奇形怪状，不尽相同。这套模具中，五组叶身活块最为复杂，也是叶片成型的关键件。

这套六联铸无余量叶片蜡模加工装配顺序的合理性将直接影响该模具的加工周期及加工质量，合理的安排加工顺序可以减少加工的等待时间，从而达到提高效率的目的。认真分析每个零件的结构特点，采取适合该模具的加工方法，确保加工出的模具符合设计图纸的技术要求。

2 加工方法

2.1 技术要求

A.压型分型面、型腔配合面研修密合，其间隙不大于0.03mm；

B.压型型腔尺寸未注明制造公差为±0.02mm；

C.壓型型腔表面粗糙度：分型面 、配合面为 、其余为 ；

D.模具制造完成后进行三坐标尺寸检测，符合图纸尺寸要求。

E.材料：718HH预硬钢，热处理要求：HRC35-40

2.2 加工难点及解决方法

因该模具型块多，型面复杂，加工中遇到很多问题，对于这些难题逐个分析解决，以下是对各部分加工难点及解决办法进行说明。

2.2.1 装配顺序的确定

首先以下模板为基准，装配固定块，以此为开端，定位叶身活块。以中间五组活块为基准，将上下左右活块装配到下模板上，中间研修各镶块依次定位，所以下模板上相关定位槽必须准确，它在该套模具中起到定位基准作用，首先数控铣精加工下模板定位槽，为防止加工变形影响定位基准。中间安排了荒加工后平磨基准才精铣定位槽，总之，加工顺序是确定中间，从下到上，从中间到四周，依次装配研修密合。

2.2.2 加工基准的确定

因为本套模具零件太多，且很多模块都是不规则的空间型块，确定加工基准尤为重要，如图1所示，都是确定基准平面、底面、工艺孔。保证每次加工基准统一。

2.2.3 解决左右活块倒抠问题

因左右活块侧面存在倒抠，三轴数控铣无法加工到位，并且两定位槽较深如图2所示：

对于这种情况我先在数模上设计工艺孔用于加工及检测，安排两次数控铣加工，首先正常铣叶身型面及槽型（倒扣处暂不加工），倒扣处采用是装组合夹具起度，按工艺孔找正，两次接铣，并电脉冲精加工定位槽，这样既保证型面符合图纸技术要求，且方便三座标检测，钳工抛光后准备装配。

2.2.4 解决加工变形及工期紧张问题

本套模具制造周期较短，我们选购预硬钢718HH材料，净料进厂，单边余量0.2-0.3每边，不但节省淬火及粗加工时间，直接精加工，而且材料加工变形小；且材料抛光性能良好，提升了蜡模整体质量。

3 结束语

本文讲述了低压涡轮六联铸无余量叶片蜡模的加工装配过程，并且在实际工作中得到了验证，且该模具一次试模合格，客户使用效果良好。采用以上加工方法，模具加工质量提高的同时大大缩短了加工周期，且为同类工装总结了典型的工艺路线。在今后可以广泛推广，为军机生产提供合格的六联铸叶片，为航空航天提供动力保障。

作者简介

苗海，1972年出生，男，辽宁沈阳，高级工程师，主要从事模具设计与加工工艺编制工作。

参考文献

[1] 《模具工程大典》……肖祥芷、王孝培著电子工业出版社2007.8.

[2] 《实用金属切削加工工艺手册》，陈家芳，清华大学出版社，2006.11.

[3] 《模具钳工工艺与装备》，安杰著，清华大学出版社，2008.3.