[發明專利]一種鈦合金整體葉盤葉片加工工藝方法

有效

• 申請號: 202011087257.7
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112404913B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 張旭;張積瑜;王璇;王志忠;張瑩
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
• 主分類號: B23P15/02
• 分類號: B23P15/02
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明提供了一種鈦合金整體葉盤葉片加工工藝方法，其特征在于：所述的鈦合金整體葉盤葉片加工工藝方法，調整整體葉盤葉片加工工藝路線，采用“粗精一次銑削成型→振動光飾→葉片激光強化→葉片噴丸→補振動光飾”的方法；其中，將葉片銑削成型改為一次裝夾定位，加工出最終的葉型。本發明的優點：本發明所述的鈦合金整體葉盤葉片加工工藝方法，創新整體葉盤葉片銑削成型新型加工方案，顯著提高葉片幾何尺寸及表面狀態成型質量；取消手工拋光，實現了產品的機械化加工制造；提高產品的加工效率50％；保證各葉片最終狀態的一致性及穩定性，產品合格率達到90％。

技術領域

本發明涉及航空發動機技術領域，特別涉及一種鈦合金整體葉盤葉片加工工藝方法。

背景技術

隨著航空工業的迅速發展，對于高性能大推重比航空發動機的需求迫在眉睫，而整體葉盤結構作為先進航空發動機的關鍵零部件，其加工質量很大程度上影響發動機的性能。其中整體葉盤葉片加工作為該零件技術難點，一直以來制約著整體葉盤的加工質量。目前鈦合金整體葉盤外廓尺寸一般在500mm～1000mm之間，其葉片數量多、尺寸長、剛性弱、彎扭大、葉型截面前后緣半徑小，材料切削困難，加工中極易出現變形、讓刀等問題。

目前，鈦合金整體葉盤葉片加工工藝主要采用“粗銑→去應力熱處理→減振填充→修基準→修基準孔→半精銑→二次減振填充→精銑→手工拋光→振動光飾→葉片激光強化→葉片噴丸”的方式，該工藝路線過于繁冗，且葉片成型階段需要進行多次的裝夾定位，增加定位誤差，而且由于減振填充物的選擇及配比等問題，也在一定程度上造成系統剛性的穩定性不足，導致精銑加工中讓刀問題嚴重，極易出現葉片輪廓度超差及進排氣邊緣“削邊”的情況；而手工拋修更多的是依賴操作者的技能和經驗，不僅效率不高，而且零件質量穩定性與一致性難以保證；另外葉片噴丸加工后會使葉片表面粗糙度增大，如果不進行相應的光飾補加工，難以滿足最終的表面粗糙度要求。這些工藝方法中的缺陷會使各葉片間尺寸與表面狀態存在較大差異，造成轉子在實際工作過程中的振動和離心力變大，縮短自身壽命周期的同時，也使發動機的總體性能大幅下降。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述問題，特提供了一種鈦合金整體葉盤葉片加工工藝方法。

本發明提供了一種鈦合金整體葉盤葉片加工工藝方法，其特征在于：所述的鈦合金整體葉盤葉片加工工藝方法，調整整體葉盤葉片加工工藝路線，采用“粗精一次銑削成型→振動光飾→葉片激光強化→葉片噴丸→補振動光飾”的方法；其中，將葉片銑削成型改為一次裝夾定位，加工出最終的葉型。

所述的葉片銑削成型按工步分為：

①粗銑葉片進排氣邊，進給速度控制在400～500mm/min，切深控制在1～1.2mm；

②粗開槽，進給速度控制在300～400mm/min，切深控制在1～1.2mm；

③半精銑葉片，進給速度控制在1000～1200mm/min，切深控制在0.3～0.5mm；

④粗銑流道，進給速度控制在500-600mm/min，切深控制在0.5～0.7mm；

⑤精銑葉片及流道，進給速度控制在6000-7000mm/min，切深控制在0.1～0.3mm，轉速控制在8000～10000r/min；

小切深多刀路高速銑削加工，可以有效地避免殘余應力的影響，將葉片進行兩兩一組分組加工，不需要進行填充，而是利用同組葉片互為支撐，來增加銑削系統剛性，并且采用“一對一”原則進行葉片最終精加工成型，即使用同一把整體硬質合金刀具完成同一個葉片的所有精加工刀路的加工，可以有效避免接刀痕的產生，提高葉片銑削成型表面質量。

采用振動光飾工藝保證葉片表面質量，提高葉片表面完整性，其參數設置涉及幾個方面；采用圓柱磨料及專用磨液，振動頻率控制在30～60Hz，磨液噴灑時間15～20s，磨液噴灑間隔時間300～360s，加工時間3～4小時。