[发明专利]一种航空发动机涡轮盘榫槽的微应力复合加工方法

说明书

本发明是一种航空发动机涡轮盘榫槽的微应力复合加工方法，该加工方法首先在涡轮盘坯件(2)上沿榫槽的齿顶基准线进行线切割，形成预留有精修尺寸的榫槽，然后对预留有精修尺寸的榫槽进行磨粒流抛光，得到预定尺寸和表面粗糙度的榫槽。本发明所述的涡轮盘榫槽复合加工工艺加工精度高，省去了拉削工序，无需拉刀，加工成本大幅降低，同时线切割为无应力加工，避免了拉削时产生的大应力导致最终榫齿尺寸难以保证的问题，保证了涡轮盘榫槽加工尺寸精度要求。同时采用磨粒流去除线切割加工遗留在工件表面的再铸层和热影响区，保证了涡轮盘的使用寿命。

技术领域

本发明是一种航空发动机涡轮盘榫槽的微应力复合加工方法，涉及涡轮盘机械加工技术领域。

背景技术

涡轮盘作为发动机的核心部件，在高温高压工作中，其叶片与转子是通过榫槽与榫齿配合连接，为了保证涡轮盘的工作可靠性，要求榫槽与榫齿有极高的精度与可靠的机械性能。传统的涡轮盘榫槽加工大多采用拉削方法，但存在拉刀设计难度大、维护费时，且拉刀磨损快等问题，使得加工成本大大提升，且拉削工艺使用的拉床设备基本为进口，且价格昂贵，难以自主保障。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种航空发动机涡轮盘榫槽的微应力复合加工方法，其目的是通过线切割加工涡轮盘榫槽，避免使用拉刀，解决了拉削时产生的大应力导致最终榫齿尺寸难以保证的问题，进一步采用磨粒流工艺将线切割遗留下来的再铸层和热影响区去除，最终确保了涡轮盘榫槽加工尺寸精度要求和使用寿命，同时提高了加工精度高，降低了加工成本。

为了实现上述目的，本发明技术方案的内容如下：

该种航空发动机涡轮盘榫槽的微应力复合加工方法，其特征在于：该加工方法首先在涡轮盘坯件(2)上沿榫槽的齿顶基准线进行线切割，形成预留有精修尺寸的榫槽，然后对预留有精修尺寸的榫槽进行磨粒流抛光，得到预定尺寸和表面粗糙度的榫槽。

在实施中，线切割遗留的再铸层小于0.01mm。

在实施中，榫槽预留的精修尺寸最度为0.01mm～0.02mm。

在实施中，该加工方法中的线切割加工采用数控线切割设备及钼丝完成，该设备包括转台6，安装涡轮盘坯件2的安装座1连接在转台6上，轮盘坯件2通过压块3和螺钉4固定。

进一步，该加工方法中的线切割加工中，钼丝5竖直加工，每加工完一个榫槽，将C轴旋转一个度数，该角度等于360°/涡轮盘榫槽总数，开始加工下一个榫槽，结束后，采用三坐标检测榫槽尺寸及位置度。

在实施中，该加工方法中的线切割加工中，按顺序进行粗加工尺寸、粗修第一次、半精修第二次、精修第三次。

在实施中，该加工方法中的线切割加工中，线切割加工的脉宽为10μs～40μs、脉停为60μs～200μs、电流为2A～4A。

在实施中，该加工方法中的磨粒流抛光采用碳化硅为磨粒，磨粒形状为圆柱体，磨粒速度为50m/s～100m/s。

本发明技术方案采用“线切割+磨粒流”复合加工工艺，具有加工精度高、成本低的显著优势，应用该技术进行涡轮盘榫槽加工，可避免榫槽加工变形和材料硬化的缺陷，保证了涡轮盘榫槽加工精度要求，同时采用线切割替代拉削加工，无需使用拉床和拉刀，成本大大降低。用该工艺进行涡轮盘榫槽加工探索，实现涡轮盘加工完全自主可控意义重大。对特点及有益的效果进一步说明如下：