[發明專利]沖磨轉角邊緣的方法

無效

• 申請號: 00126032.4
• 申請日: 2000-08-24
• 公開（公告）號: CN1285260A
• 公開（公告）日: 2001-02-28
• 發明（設計）人: J·S·肖
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B24C3/08
• 分類號: B24C3/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 蔡民軍,林長安

本發明一般涉及機器零件的制造和修理，更具體的說，涉及機器零件表面的精整加工。

機器都是用各種零件裝配成的，而這些零件都是個別地制造和裝配起來的。雖然機器也可以采用合成材料和復合材料的零件，但最常用的是金屬零件。而且，每一個零件都需要專門的制造工藝。

例如，金屬零件可以用薄板、板材、型材和棒料等金屬材料制成，也可以用鑄造或鍛造等方法來成形，而且都要用各種不同的方式進行機械加工以制成最后的形狀。

機械加工時必需有選擇地去除一些材料，以便把零件做成其最后的形狀，使其尺寸保持在適當的，一般是以密耳(千分之一英寸)來表示的制造公差范圍內，并且還要有適當的，相當光滑的表面光潔度，或者進行拋光，使其沒有表面缺陷。

機器零件制造過程的每一個工步都要花費時間和費用，為了生產價格有競爭力的產品，應該盡量減小所花的時間和費用。一般都要求制造過程中每一個在后的工步避免損傷該零件在先經過精加工的部分，否則就還要進行附加的精加工修整工步。

燃氣渦輪發動機是復雜機器的一個例子，它有許多零件都要求精密的制造公差和精細的表面光潔度。一臺典型的渦輪發動機包括一臺多級壓縮機，用于對空氣加壓，然后使空氣和燃料在燃燒器內混合并點火，以便產生高溫燃燒氣體。燃燒氣體依次流過一級或多級從燃燒氣體中吸收能量的渦輪。一臺高壓渦輪機為上述壓縮機提供動力，而一臺低壓渦輪機則為，例如，設置在飛機發動機的壓縮機上游的槳葉提供動力。

因此，這種發動機包括各種不同的固定的零件和旋轉的零件，通常這些零件都是用該技術領域的高強度金屬和復合材料制成的。在制造這些零件的過程中，不同的各種零件要經過各種不同的工步，所以制造的成本是相當高的。

在制造壓縮機和渦輪機的轉子盤時，保持平滑表面的光潔度和沿其邊緣的很大的半徑特別重要，這樣能使運轉時的應力降低到最小程度。在轉子盤的圓周上支承著許多轉子葉片，因而在運轉的過程中要承受相當大的離心力。這種離心力在轉子盤中所產生的應力會集中在尖銳的邊緣上或盤的小轉角上，而這種應力集中必須適當地消除掉。

在一種轉子盤中，有許多軸向燕尾槽穿過盤的外圓周，以便用于安裝具有相應的軸向燕尾的轉子葉片。這些燕尾上都有一對或幾對類似于杉樹狀的燕尾扁舌，這些扁舌與相應的盤上形成的互補的燕尾槽相配。

上述燕尾槽一般用拉削加工法制成，這種方法用連續的較大的切削刀具來切削轉子盤的周邊，以便按照次序用若干工序來形成所要求的這些燕尾槽。每一條燕尾槽都按照順序拉削，直到圍繞著盤周邊形成的這些燕尾槽全部完成。

在拉削工序之前，已經對盤進行了制造工藝過程中的若干工步，其中包括對其大多數外表面的精密機械加工。在盤的周邊上拉削燕尾槽一般會在槽的進口側造成尖銳的角或邊緣，在槽的出口側造成毛刺。尖銳的進口邊緣和帶毛刺的出口邊緣都需要進一步加工，以便形成大小適宜的圓角，這種圓角能適當地減小轉子盤在運轉過程中的應力集中。

由于轉子盤和其上的燕尾槽的結構都很復雜，所以轉子盤的去毛刺和倒圓角一般需要若干個額外的工序。例如，在拉削之后每一個轉子盤都要放入磨削粒子的加工臺內轉動，例如所謂Sutton?Blend加工方法，用以初步為燕尾槽去毛刺并沿其邊緣形成適當的圓角。但是，這種Sutton?Blend加工方法是有方向性的，而且只對彎彎曲曲的燕尾槽的某些邊緣有效。

因此，轉子盤要進行額外的加工過程，用手工或機器人進一步對槽的邊緣進行鉗工加工，通常是在靠近邊緣的底面處。鉗工加工的一種方式通常稱為Harperizing加工方法，使用攙有磨料的布輪。

跟在上述加工過程后面的是常用的磨料噴射工步，以便把鉗工加工的部分倒圓，達到所要求的適當的半徑。

以上各種工步都需要相應的加工時間，并且費用是相當昂貴的。而且，手工的鉗工加工方式常常有因不小心損傷轉子盤的危險，在它上面留下缺陷，要用相當大的費用才能將它們除掉。

此外，轉子盤還有另外一些在加工后帶有尖銳邊緣和毛刺的部分，也需要再進行加工處理。例如，在燕尾槽下方穿過盤上的輻板的一圈在裝配時安裝緊固螺釘的軸向孔。這些螺釘孔要經過適當的鉆孔和鉸孔工序，在其進口和出口處都帶有毛刺。這些邊緣也都要采用上述加工方法進行適當的倒圓，這也增加了制造轉子盤的時間和費用。

在使用以上所描述的有選擇地用于各種邊緣的去毛刺和倒圓角加工工藝時，要避免或者盡量減少對轉子盤上其余的那些通常具有非常精細的表面光潔度的表面的損傷。任何對這些高光潔度表面的損傷都要增加額外的加工工序，以及相應的時間和費用。