[發(fā)明專利]一種渦輪盤榫槽加工方法

在審

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• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN113977020A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王暉;王浩宇;湯貴蘭;楊濱濤;馬科;孫少鵬;于小紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)貴州黎陽航空動力有限公司
• 主分類號: B23H7/02
• 分類號: B23H7/02;B23H9/00;B23P15/00
• 代理公司: 貴州派騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

一種渦輪盤榫槽加工方法，步驟S1：利用渦輪盤的內(nèi)孔，采用軸向壓緊的方式裝夾渦輪盤工件；步驟S2：采用線切割，在每個榫槽位置處加工出一條割線用于釋放應(yīng)力；步驟S3：線切割粗切榫槽輪廓，并留余量；步驟S4：采用多次線切割精切榫槽輪廓到尺寸，精切后重熔層厚度≤0.005mm；步驟S5：采用拉刀精加工榫槽，去除重熔層。本發(fā)明中利用渦輪盤的內(nèi)孔采用軸向壓緊的方式進行裝夾工件，減小了裝夾應(yīng)力的產(chǎn)生，采取軸向夾緊消除變形對榫槽加工精度的影響。通過在每個榫槽上切割出割線，先對工件釋放、消除了大部分應(yīng)力，減小了后續(xù)的線切割工序應(yīng)力的產(chǎn)生，避免工件變形。在線切割粗切之后安排多次線切割精切，減少重熔層厚度，最后采用拉削去除重熔層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機渦輪盤加工制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種渦輪盤榫槽加工方法。

背景技術(shù)

在發(fā)動機渦輪盤分體式渦輪轉(zhuǎn)子中，盤與葉片通過榫槽與榫頭配合連接。渦輪盤的材料必須具有較高的屈服強度、拉伸強度、良好的熱穩(wěn)定性等滿足高溫高壓高速下工作的條件。高溫合金是滿足高推重比發(fā)動機最好的材料。盤上榫槽的尺寸公差、形位公差要求很高。隨著渦輪盤材料性能的不斷提高，傳統(tǒng)加工工藝也越來越難以滿足加工要求。目前渦輪盤榫槽主要采用拉削的方法靠成型刀加工型面來完成，一方面零件結(jié)構(gòu)特點形狀復(fù)雜，壁薄加工時極易產(chǎn)生變形，給切削帶來很大的困難，榫槽的尺寸公差、形位公差要求高經(jīng)常超差。另一方面由于拉刀形狀復(fù)雜、剛性小、易損耗、設(shè)計難度高、刀具成本高等問題。在加工過程中均會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力的存在會對零件有很大影響，由于不穩(wěn)定的殘余應(yīng)力的存在，一旦受到外力的作用，零件就會在外力與殘余應(yīng)力的作用下產(chǎn)生局部塑性變形，重新分配截面內(nèi)的應(yīng)力，去除外力作用后，零件就會受到內(nèi)部殘余應(yīng)力的作用出現(xiàn)變形，會嚴重影響加工質(zhì)量。

線切割加工技術(shù)作為一種特種加工技術(shù)，在許多情況下是機械加工技術(shù)無法取代的。榫槽采用慢走絲線切割加工，除了裝夾軸向力外，不會像機械加工方法一樣受到刀具切削力的影響，零件產(chǎn)生的應(yīng)力變形較小，可保證較好的加工精度與表面質(zhì)量。慢走絲幾乎可以加工任何硬度的導(dǎo)電材料，適用范圍廣。但是渦輪盤一周有幾十個多則上百個榫槽，去除材料會引起零件內(nèi)部應(yīng)力的釋放和重新分布，導(dǎo)致零件變形，對加工產(chǎn)生影響，另外，若線切割參數(shù)設(shè)置不合理的話，產(chǎn)生重熔層影響榫槽的精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提出一種渦輪盤榫槽加工方法，旨在解決上述技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種渦輪盤榫槽加工方法，包括以下步驟：

步驟S1：工件裝夾：利用渦輪盤的內(nèi)孔，采用軸向壓緊的方式裝夾渦輪盤工件；

步驟S2：采用線切割，在每個榫槽位置處加工出一條或多條割線用于釋放應(yīng)力；

步驟S3：線切割粗切榫槽輪廓，并留余量；

步驟S4：采用多次線切割精切榫槽輪廓到尺寸，精切后重熔層厚度≤0.005mm；

步驟S5：采用拉刀精加工榫槽，去除重熔層。

優(yōu)選的，線切割粗切榫槽輪廓時，單邊留余量0.5mm。

優(yōu)選的，在步驟S2中，每個榫槽上的割線數(shù)量為1條，位于每個榫槽中心位置處，割線底端距榫槽底部距離為0.5mm。

優(yōu)選的，在步驟S4中，線切割精切加工中，采用鍍層電極絲，電極絲型芯材料為Brass CuZn37，電極絲直徑為0.25mm，電極絲的拉強度為900N/mm2，電極絲的延伸率≤2％。

優(yōu)選的，在步驟S4中，采用三次線切割精切榫槽輪廓，第一次精切單邊留余量0.2～0.3mm；第二次精切單邊留余量0.01～0.1mm；第三次精切到尺寸。