[发明专利]一种涡轮盘榫槽底部引气孔的加工方法

说明书

本发明涉及一种涡轮盘榫槽底部引气孔的加工方法，属于航空发动机制造技术领域，具体包括以下步骤：步骤一：螺旋铣导孔；步骤二：深孔加工；步骤三：扩孔加工；步骤四：使用球头铣刀在榫槽对称平面内两轴插补铣削扩口和过渡倒圆。采用本发明所提供的方法可安全快速完成涡轮盘榫槽底部引气孔加工，所获得的实际应用参数以及各刀具的寿命控制能够稳定可靠的实现引气孔及引气孔进口结构稳定受控加工。通过本方法加工的引气孔及引气孔进口侧倒圆，经检测在孔壁表面和扩口表面转接圆滑，加工过程能够满足涡轮盘的加工质量和规避风险的要求，避免零件报废造成巨大经济损失，其经济效益巨大。

技术领域

本发明属于航空发动机制造技术领域，尤其涉及一种涡轮盘榫槽底部引气孔的加工方法。

背景技术

涡轮盘榫槽底部的引气孔是高压涡轮盘上的常见结构，它是用来冷却涡轮叶片的空气通路。涡轮盘榫槽底部引气孔位于榫槽槽底并与榫槽最内侧工作齿非常接近，对于工艺系统精度要求非常严格，极易产生碰触最内侧工作齿的问题。同时，引气孔的长径比都比较大，引气孔的孔口常常会设计成顺榫槽对称面方向的扩口结构，具体如图1所示，涡轮盘上用于为高压涡轮叶片和轮盘轮缘榫槽工作区提供冷却气的引气孔，通过榫槽的底部斜向穿过轮盘的上腹板，进口位于涡轮盘前端面结构比较封闭的集气环结构腔内，与集气环结构内腔的底部圆角相贯成空间曲线交界面，设计要求该交界面要以R0.5～R1.6mm的圆角圆滑转接过渡。引气孔出口侧在榫槽底部，有顺榫槽对称面方向的圆形圆底的扩口，扩口与引气孔内壁由R1.2～2.5圆角圆滑过渡。引气孔长度近52mm，孔径要求Φ6.7mm，孔的长径比达到了7以上，引气孔钻削已经达到深孔加工的范畴。扩口与引气孔内壁由倒圆圆滑连接过渡，常规加工方法通常都采用钻孔加工、成型铣刀加工扩口，抛光倒圆过渡的工艺手段完成加工，但目前所采用的这种方法加工难度大、劳动强度高，容易产生碰伤榫槽严重问题。引气孔是较为敏感部位，在发动机大修过程中曾多次出现疑似裂纹显示，因此引气孔及引气孔扩口倒圆必须实现机械加工。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种涡轮盘榫槽底部引气孔的加工方法，通过提供加工步骤，保证安全快速加工榫槽底部引气孔、扩口，并使孔壁与扩口结构倒圆圆滑，满足使用要求。

一种涡轮盘榫槽底部引气孔的加工方法，具体包括以下步骤：

步骤一：螺旋铣导孔；

步骤二：深孔加工；

步骤三：扩孔加工；

步骤四：使用球头铣刀在榫槽对称平面内两轴插补铣削扩口和过渡倒圆。

所述步骤一中螺旋铣导孔，用端铣刀，采用螺旋角为3°的螺旋坡走铣方式，以线速度为25～30m/min、每齿进给Fz＝0.05～0.1mm参数加工直径平底导孔；所述平底导孔的孔径比涡轮盘榫槽底部引气孔小0.2～0.3mm，深5～7mm。

所述端铣刀的直径最小为被加工涡轮盘榫槽底部引气孔径的1/2。

所述端铣刀的直径最小为被加工涡轮盘榫槽底部引气孔径的0.6倍。

所述步骤二中用内冷却钻头，沿引气孔轴线进入导孔后以8～10m/min的线速度，每转进给0.04～0.06mm的加工参数，辅以40Bar以上压力的冷却，一次性将引气孔钻通。

所述内冷却钻头的直径与平底导孔直径相同。

所述步骤三中用于被加工涡轮盘榫槽底部引气孔径相同的三刃扩铣刀，以20m/min的线速度，每转进给0.06mm的加工参数，辅以40Bar以上压力的冷却，一次性将引气孔扩孔加工至孔径合格。

所述步骤四具体包括以下步骤：