[摘 要]叶片做为影响气动性能的主要部件，在发动机生产制造过程中占有举足轻重的地位。叶片的加工精度直接影响发动机的气流流动性能，近年来随着发动机性能的提升，叶片形状越来越复杂，传统的加工方法已无法满足产品的技术要求，本文论述了一种新的增压级静子叶片加工和检测方法。
　　[关键词]叶片；端弯；加工；检测
　　中图分类号：V235.133 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0273-01
　　0 引言
　　叶片是航空发动机的重要部件，是提供发动机动力的重要部件，在航空发动机制造中比重约占百分之三十。随着发动机技术的发展，叶片形状越来越复杂，这样给叶片的加工与检测带来极大困难。传统的加工、检测方法已经无法满足新型叶片的加工需要，为满足新型发动机叶片制造需要探索一种新的加工、检测方法势在必行。本文结合某增压级静子叶片的攻关过程阐述了一种新的叶片加工和检测方法
　　1 技术条件分析
　　1.1 零件特性
　　该叶片为单安装板类增压级静子叶片。叶根、叶尖相对于叶型积叠轴分别弯曲约30°和50°属于端弯偏心叶片。叶片材料为TC4属难加工材料
　　1.2 零件主要技术特性
　　叶片安装板形状为菱形，该位置由于是叶片装配基准尺寸和形位公差要求均较为严格。叶身型面进排气边缘一定长度范围内，型面轮廓度分别允许减薄T1mm以内或增厚T2mm以内；中间部位型面轮廓度分别允许减薄T3mm以内或增厚T4mm以内；叶型的允许扭转角度偏差值为T5；叶身型面相对于积叠轴的位置度为T6；叶身型面及安装板内表面表面粗糙度为T7。
　　1.3 类似叶片加工现状
　　传统类似叶片机加工艺使用大量专用夹、量具，研制周期长，而且多套夹具与测具装夹重复性差，加工精度难以保证；叶身型面依赖两次手工抛光保证叶型最终设计尺寸，加工过程受人为影响较大，叶片加工精度较低；型面测量采用型面测具、样板和推规、外卡，无法满足新一代叶片的检测需求。
　　2 叶片加工
　　随着发动机设计理念的升级及研制周期的缩短，一种适应快速反应制造的叶片加工技术显然已成为当今发动机叶片制造技术的迫切需求。从叶片的自身结构特点来说，合适的毛料形式、稳定高效的加工方案及精准的测量方式是满足叶片快速制造的重要因素。
　　2.1 毛料形式的选择
　　就几何形状而言，叶片是由多个不规则几何体构成的多边体。如何在加工和测量过程中实现稳定装夹和精确定位是精密加工的关键，而叶片本身结构特点决定了其自身无法提供出便捷的可供精密加工的定位基准，需要借助“外来基准”，通过实际加工证明毛料预留工艺台是一种十分有效的方式。选用工艺台做为基准具有装夹稳定、加工基准统一、定位准确和节省工装数量、降低工装设计制造难度等优点。
　　2.2 叶片一体化加工
　　一般来说叶身型面测量基准为安装板周边的面，所以叶身与安装板之间有着严格的位置关系。叶身、安装板若分开加工可能会引进误差，同时由于安装板多为不规则形状，所以将会为装夹定位带来困难，而且也会加大工装的设计和制造难度。基于上述原因的考虑，在某增压级静子叶片研制过程中采用了叶片一体化加工技术。该方法通过一次装夹完成安装板与叶身全部加工，有效地保证了彼此之间的相互精度。
　　近年来叶片形状逐渐向弱刚性体、大扭角化发展，工艺设计的装夹方式和夹具系统的功能是解决叶片数控加工变形，保证数控加工精度的主要途径。某增压级静子叶片加工在叶片专用五坐标加工中心上完成。叶片装夹过程采用随形夹具，充分考虑叶片变形等因素，力求在装夹过程中保持“自由”状态，有效减少了装夹带来的变形。叶片毛料状态时余量一般较大为了消除加工产生的应力，同时防止应力释放变形，需要在粗加工之后预留一定的余量进行热处理。加工过程中，叶片安装板加工采用通用软件编程，叶身加工采用叶片加工专用软件编程，在加工过程中运用了数控无余量加工技术，改变了传统依靠抛光保证最终型面的加工模式。避免了因抛光产生的削边、方头和缩颈现象的产生，大大提高了叶片的气动性能。
　　3 叶片测量
　　行业内多年以来已经形成了一套完备的叶型测量方案，型面测具、样板、推規、外卡和榫高形座是测量叶型的“标配”。但随着发动机技术的发展叶片形状向“端弯”、“扭转”化发展，叶型进排气边缘由圆型逐渐向椭圆形发展，传统的测量方法已经无法满足测量需要。在本次增压级静子叶片研制过程中采用了数字化的三坐标测量法，极大地提高了零件的检测精度和可靠性。该叶片三坐标检测技术包括基于CAD模型引导的非型面特征部位检测技术和Blade型面检测技术，前者用于测量安装板内侧面尺寸，后者用于叶片型面测量，两者的核心都是高精度坐标系的建立方法。
　　4 结论
　　随着航空发动机叶片设计理念的发展，为满足叶片的技术指标要求和研制周期的需要，衍生了很多先进的叶片制造理念。通过与传统加工方法比较，这些新工艺的应用将极大地缩短加工周期，同时提高叶片的加工质量。