[发明专利]一种航空发动机用轴承环加工方法

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机用零件的超精加工技术领域，具体涉及一种航空发动机用轴承环的加工方法。

背景技术

TRENT1000型发动机中压涡轮轴颈为发动机转子零件，属承力关键零件。轴颈前端为发动机中压发动机轴承内套圈，与滚柱、轴承外套圈、保持器装配组成中压轴前支点。轴颈处于发动机中压涡轮前端，轴颈后段法兰与中压一级涡轮盘联接，工作温度在800度以上。为满足发动机对轴颈的性能要求，轴颈前段的轴承环由滚动轴承钢制成，后段由镍基高温合金制成，两种材料焊接在一起构成轴颈组件。轴承环厚度为7.5mm，轨道表面几何尺寸精度等级为IT1，圆度要求5微米，尺寸公差为15微米，表面硬度不低于670HV，硬化层厚度1.00-2.00mm。该零件为航空发动机重要件，质量关系到发动机的性能及飞机安全。若采用传统加工方法，为保证轴承环表面的几何精度，需多次磨削轴承环，多次的加工会在零件内部积聚内应力，产生严重的加工变形，并且很难控制，直接会影响到轴承环的加工精度，另外，多次的加工会减薄轴承环面硬化层的厚度。传统加工产生较多的次品或废品，严重影响成品质量和生产效率。

发明内容

针对现有轴承环加工制造水平，与轴承环产品技术要求存在差距的问题，本发明提供一种航空发动机用轴承环加工方法，采用该方法可解决高硬度轴承环超精加工合格率低的问题。为实现上述目的，一种滚动轴承钢与镍基高温合金组成的轴颈的加工方法，包括如下步骤：

（1）预制轴承环半成品。轴承环除轴承环轨道面和前、后端端面外，均应制成至最终图纸状态，端面留0.2mm余量层，轴承环留0.16-0.2mm余量层。轴承环半成品做完全热处理，达到轴承环最终要求的材料性能；

（2）磁粉探伤检查轴承环表面；

（3）预制基准面；

（4）粗磨削轴承环表面。圆周表面被完全磨削到，立即停止磨削；

（5）重置基准面。重磨轴承环一侧端面。用内圆磨床磨轴承环另一侧端面；

（6）圆度仪检测轴承环两侧轴承环端面形状位置尺寸；

（7）精磨削轴承环。采用粗磨、半精磨、精磨三个阶段实施轴承环最终磨削；

（8）磁粉探伤检查轴承环表面；

（9）三坐标测量机检查工件几何尺寸；

（10）表面粗糙度仪检查轴承环表面。

所述步骤（2）中研磨机研磨轴承环一端，保证被磨削表面全部见光。圆平磨磨轴承环另一端，保证被磨削端面平面度小于0.02mm。步骤（7）磨削采用砂轮表面速度30m/s，工件被磨削表面速度18m/s，砂轮进给量：精磨0.0046 mm/min、半精磨0.0231 mm/min、粗磨0.0461mm/min。

对成品的轴承环轨道表面做磁粉探伤，检查结果，未发现有裂纹等缺陷。

采用三坐标测量机检查加工后的轴承环几何尺寸，其检查结果完全符合预期的图纸要求，轴承环轨道表面圆度小于0.005mm，轴承环轨道表面相对于两端面垂直度小于0.01mm。

采用粗糙度检测仪对轴承环表面进行检测，磨削后的轴承环表面粗糙度达到0.2μm要求，符合轴承环轨道的机械性能要求。

沈阳黎明国际动力工业有限公司创造地发明了轴承环的加工方法。解决高硬度轴承环超精加工合格率低的问题。本加工方法根据轴承环的结构特点和加工设备的结构特点，制定有效的加工步骤和过程控制方法，并采用精密的夹持工具辅助加工，保证零件能够被可靠地加工。本加工方法的发明为黎明国际动力工业有限公司带来可观的经济效益。

附图说明

图1为轴承环示意图。

图2为轴承环检测示意图,图中，件1—轴承环；件2—支架。

图3为轴承环加工装具示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

采用模锻将10W3Cr滚动轴承钢加工出坯件，加工轴承环全部尺寸（见图1），包括：轴承环轨道型面，内型面油槽、油孔等结构。轴承环表面做硬化处理，达到最终材料性能状态，硬度值达最小670HV。磁粉检查轴承环表面，无裂纹视为合格。