[发明专利]一种航空发动机空心长轴壁厚差修正方法

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，特别是涉及一种航空发动机空心长轴壁厚差修正方法，主要应用于航空发动机及燃气轮机高转速空心长轴类零件的冷加工技术中。

背景技术

从70年代开始，新型高推重比航空发动机中的传动轴就采用薄壁空心的结构。航空发动机空心传动轴的结构特点为重量轻，结构强度高，传动载荷大，推重比大。以现已进行批产的某航空发动机高、低压涡轮轴为例：在高速旋转的工作条件下，要求高、低压涡轮转子不产生振动，这就要求空心的高、低压涡轮轴在加工时保证零件质量分布均匀；所以设计图纸中给出了壁厚差的要求，即在空心轴全长上的任一截面上，对壁厚差值有一个限制要求。从而限制了零件内外圆的同轴度，即质量重心的偏移量，使零件在高转速下能够平衡，保证零件动平衡的不平衡量在一定的数值范围之内。目前，现有技术加工的空心长轴零件壁厚差在0.3mm以上，不能满足航空发动机涡轮轴的设计要求。

发明内容

针对现有航空发动机空心长轴类零件在研制和生产过程中产生的深孔偏斜，内、外表面不同轴的问题；即壁厚差超出设计要求，用常规的加工方法难以消除。本发明提供一种可提高空心长轴的加工质量，减小发动机振动，提高发动机性能，满足航空发动机涡轮轴的设计要求的航空发动机空心长轴壁厚差修正方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种航空发动机空心长轴壁厚差修正方法，包括如下步骤：

步骤一：将经过深孔加工后的空心长轴安装在壁厚差测具上，对空心长轴每段的各个截面的壁厚差进行测量，标定出各段的壁厚差最大值，并找出各段中壁厚差最大值所在截面的前后两个截面；

步骤二：将空心长轴从壁厚差测具上取下，并安装在车床上，在安装过程中采用找偏心的方法将零件找偏，其找偏数值与壁厚差最大值所在截面的前后两个截面的壁厚差数值相当；

步骤三：将空心长轴的首部和尾部各车出一个基准环带，用车床的中心架支撑空心长轴尾部的基准环带，找正两端基准环带跳动在0.01mm以内；车加工空心长轴尾部的尾孔基准倒角，使其与车床的尾顶尖配套，并与车床的旋转中心同轴，使空心长轴的径向跳动在0.005mm范围之内；

步骤四：用车床的尾顶尖顶紧空心长轴的尾孔基准倒角，卸下车床的中心架，半精车空心长轴外圆的全部表面，修正空心长轴的壁厚差；

步骤五：将空心长轴掉头，用车床的中心架支撑空心长轴首部的基准环带，找正已修正的空心长轴表面跳动在0.01mm以内，对空心长轴首部的外圆内孔进行车加工修正。

步骤二中所述的找偏心的方法为：车床主轴一侧采用四爪卡盘进行找偏，尾顶尖一侧采用垫顶尖的方法进行找偏。

本发明的有益效果：

本发明的航空发动机空心长轴壁厚差修正方法解决了航空发动机空心长轴壁厚差的技术关键，为航空发动机涡轮轴研制和生产打下了坚实的基础。在新型号发动机研制过程中，合理的应用本发明的航空发动机空心长轴壁厚差修正方法可以缩短空心长轴的研制周期，保证批产空心长轴的加工质量，减小发动机振动，提高发动机性能。

经过本发明的航空发动机空心长轴壁厚差修正方法，航空发动机涡轮轴的各截面的壁厚差可以修正在设计要求的理想范围之内，再对各截面的壁厚差进行检查，壁厚差超出量已被消除。

具体实施方式

现以某航空发动机涡轮轴为例，对本发明的航空发动机空心长轴壁厚差修正方法做进一步的说明：

一种航空发动机空心长轴壁厚差修正方法，包括如下步骤：

步骤一：将经过深孔加工后的空心长轴安装在壁厚差测具上，对空心长轴每段的各个截面的壁厚差进行测量，并用记号笔在最大值处的零件外圆上将各段的壁厚差的最大值的实际值标定出来，并找出各段中壁厚差最大值所在截面的前后两个截面；

步骤二：将空心长轴从壁厚差测具上取下，并安装在车床上，在安装过程中采用找偏心的方法将零件表面最高点找偏，其找偏数值与壁厚差最大值所在截面的前后两个截面的壁厚差数值相当；所述的找偏心的方法为：车床主轴一侧采用四爪卡盘进行找偏，尾顶尖一侧采用垫顶尖的方法进行找偏；

步骤三：将空心长轴的首部和尾部各车出一个基准环带，用车床的中心架支撑空心长轴尾部的基准环带，找正两端基准环带跳动在0.01mm以内；车加工空心长轴尾部的尾孔基准倒角，使其与车床的尾顶尖配套，并与车床的旋转中心同轴，用千分表检查空心长轴的径向跳动在0.005mm范围之内；

步骤四：用车床的尾顶尖顶紧空心长轴的尾孔基准倒角，卸下车床的中心架，半精车空心长轴外圆的全部表面，修正空心长轴的壁厚差；