CN108480930B - 一种低压压气机机匣的加工方法 - Google Patents
一种低压压气机机匣的加工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种低压压气机机匣的加工方法，包括以下步骤：第一步，毛坯检查：第二步，车基准；第三步，旋压：利用强力数控旋压机将毛坯进行拉深旋压，得到壁厚δ及圆度控制在0.1mm以内的工件，其两端预留少量的余量用于后续的机械加工；第四步，清洗：将零件表面的润滑剂清洗干净；第五步，热处理：热处理消除旋压应力；第六步，精车前端及后端：第七步，钻镗两端端面孔：第八步，冲压叶型槽：利用数控冲床将工件径向等距离冲叶型槽并精修，保证叶型槽位置度0.2mm，叶型槽轮廓度0.05mm；第九步，磁粉检测；第十步，检验、入库。本发明能够满足机匣变形控制、表面质量控制、成本控制的要求。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机，具体涉及一种低压压气机机匣的加工方法。
背景技术
当前航空发动机低压压气机机匣采用车削+铣削的方法进行加工，去除余量较大，工件残余内应力大，导致工件变形较大，同时经机匣加工后表面容易产生细微缺陷—微裂纹，同时车削和铣削成本较高。
CN 107717029A公开的“一种对开式机匣高效铣加工工艺方法”，采用摆线铣削走刀路径，大切深、小切宽、快进给工艺参数，步骤为：高效铣刀具路径规划；采用大切深、小切宽、大进给速度方式，优化切削参数；高效铣刀具路径规划包括：选择螺旋线进刀、摆线开预加工槽的走刀路径；选择摆线往复的走刀路径；摆线之间采用圆弧过渡，避免直角转弯。该方法在航空发动机对开机匣外型面铣加工中得到应用采用摆线走刀路径、大切深、小切宽、快进给的加工方法，利用刀具刃长的优势，在对开机匣外型铣加工中应用，提高刀具利用率，在降低成本和提高加工效率方面，实现对开机匣的高效铣削，提高了加工效率。
CN 105537449B公告授权的“一种铝合金薄壁回转体旋压加工方法”，制作要求尺寸的铝合金旋压坯料，将铝合金旋压坯料退火处理；剪切旋压成一次锥形筒；对一次锥形筒进行退火处理，并切割大端工艺余量形成二次锥形筒；在旋压机上将二次锥形筒普通旋压成预铝合金薄壁回转体；将预旋压坯料进行退火处理和表面抛光处理，然后使用等离子切割机切割旋压件两端的工艺余量，得到满足工艺要求的铝合金薄壁回转体。利用剪切旋压和普通旋压技术加工成铝合金薄壁回转体，满足弹头壳体的尺寸和结构性能要求，可以取代机加法和冲压焊接法，为弹头铝合金壳体的加工提供了一种低成本、高效的加工方法。但该旋压加工方法还不能直接用于制造航空发动机低压压气机机匣。
因此，需要探索一种新的工艺，能够制造出变形较小，质量较高且成本较低的低压压气机机匣。
发明内容
本发明目的在于提供一种低压压气机机匣的加工方法，能够满足机匣变形控制、表面质量控制、成本控制的要求。
为实现上述目的，本发明采用的方案如下：
一种低压压气机机匣的加工方法，包括以下步骤：
第一步，毛坯检查：毛坯材料为D6AC高强度钢，800℃保温2-3h退火，检测毛坯工件的尺寸、表面粗糙度、以及测试拉伸强度；
第二步，车基准：采用数控立车车加工毛坯工件基准，保证基准面平面度0.05mm（毫米）；
第三步，旋压：先在强力数控旋压机上装夹模具，并涂抹润滑剂，之后将毛坯工件安装在模具上按设定的数控程序进行逐步旋压，得到壁厚δ及圆度控制在0.1mm以内的工件，其两端预留少量的余量用于后续的机械加工；采用拉深碗形旋轮，安装角30°，两道次旋压，第一道次旋压减薄率60%，旋压机主轴转速20r/min，进给率1mm/r；之后进行退火去应力处理，退火温度500℃，第二道次为最终旋压，旋压减薄率35%，旋压机主轴转速20r/min，进给率0.4mm/r；
第四步，清洗：用丙酮将工件1表面的润滑剂及脏污清洗干净；为下一步热处理做好准备；
第五步，热处理：对旋压后的工件进行调质处理,淬火：850℃，15min，油冷；回火：600℃，油冷；
第六步，精车前端及后端：车加工工件的上端，安装边、止口、涂层处预留1.5mm的余量用于后续的组件加工，保证直径公差在±0.1mm以内、总高公差+0.10mm、圆周跳动自由状态下0.1mm；
第七步，钻镗两端端面孔：钻两端端面螺栓过孔，保证位置度φ0.2mm，两端面角向定位精密孔，保证位置度φ0.05mm；
第八步，冲压叶型槽：将模具装夹在数控冲床上，将工件安装在凹模上，利用数控冲床在工件上径向等距离冲叶型槽2并精修，保证叶型槽2位置度0.2mm，叶型槽轮廓度0.05mm；同时由钳工用砂纸去除孔口残留毛刺，但保留尖边,模具冲裁间隙0.075δmm；
第九步，磁粉检测：检测工件的表面及近表面缺陷；不允许有裂纹、发纹和点状杂质；
第十步，检验、入库：将工件按设计图要求进行检验，之后进行封包入库用于组件配套；
本发明相比于传统航空发动机低压压气机机匣的加工方法，优势如下：
a.质量方面：
由于采用旋压工艺制造机匣，材料经挤压流动后，组织进一步细化，更加致密，比之前锻件强度更高；经旋压的工件，切削余量少，零件切削应力较小，变形较小；冲裁形成的叶型槽一致性较好，效率较高。
b. 成本方面：
毛坯方面：旋压用毛坯相对于机加用毛坯较小，成本较低；
生产效率：旋压+冲裁相对于机加周期较短，加工费用低、效率高。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是机匣的结构示意图；
图3是图2的A向局部示意图；
图4是经本发明加工成型的机匣的轴测图。
图中：1—机匣，2—叶型槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1、图2、图3和图4，一种低压压气机机匣的加工方法，包括以下步骤：
第一步，毛坯检查：毛坯材料为D6AC高强度钢，800℃保温2-3h退火，检测毛坯工件的尺寸、表面粗糙度、以及测试拉伸强度；
第二步，车基准：采用数控立车车加工毛坯工件基准，保证基准面平面度0.05mm（毫米）；
第三步，旋压：先在强力数控旋压机上装夹模具，并涂抹润滑剂，之后将毛坯工件安装在模具上按设定的数控程序进行逐步旋压，得到壁厚δ及圆度控制在0.1mm以内的工件，其两端预留少量的余量用于后续的机械加工；采用拉深碗形旋轮，安装角30°，两道次旋压，第一道次旋压减薄率60%，旋压机主轴转速20r/min，进给率1mm/r；之后进行退火去应力处理，退火温度500℃，第二道次为最终旋压，旋压减薄率35%，旋压机主轴转速20r/min，进给率0.4mm/r；
第四步，清洗：用丙酮将工件1表面的润滑剂及脏污清洗干净；为下一步热处理做好准备；
第五步，热处理：对旋压后的工件进行调质处理,淬火：850℃，15min，油冷；回火：600℃，油冷；
第六步，精车前端及后端：车加工工件的上端，安装边、止口、涂层处预留1.5mm的余量用于后续的组件加工，保证直径公差在±0.1mm以内、总高公差+0.10mm、圆周跳动自由状态下0.1mm；
第七步，钻镗两端端面孔：钻两端端面螺栓过孔，保证位置度φ0.2mm，两端面角向定位精密孔，保证位置度φ0.05mm；
第八步，冲压叶型槽：将模具装夹在数控冲床上，将工件安装在凹模上，利用数控冲床在工件上径向等距离冲叶型槽2并精修，保证叶型槽2位置度0.2mm，叶型槽轮廓度0.05mm；同时由钳工用砂纸去除孔口残留毛刺，但保留尖边,模具冲裁间隙0.075δmm；
第九步，磁粉检测：检测工件的表面及近表面缺陷；不允许有裂纹、发纹和点状杂质；
第十步，检验、入库：将工件按设计图要求进行检验，之后进行封包入库用于组件配套；
以上工艺方法涉及使用强力数控旋压机（型号：ZENN-160CNC）、数控冲床（型号：ALD-200）、旋压用模具、和分度精冲模等专用设备及工装。
Claims (1)
1.一种低压压气机机匣的加工方法，包括以下步骤：
第一步，毛坯检查：毛坯材料为D6AC高强度钢，800℃保温2-3h退火，检测毛坯工件的尺寸、表面粗糙度、以及测试拉伸强度；
第二步，车基准：采用数控立车车加工毛坯工件基准，保证基准面平面度0.05mm；
第三步，旋压：先在强力数控旋压机上装夹模具，并涂抹润滑剂，之后将毛坯工件安装在模具上按设定的数控程序进行逐步旋压，得到壁厚δ及圆度控制在0.1mm以内的工件，其两端预留少量的余量用于后续的机械加工；采用拉深碗形旋轮，安装角30°，两道次旋压，第一道次旋压减薄率60%，旋压机主轴转速20r/min，进给率1mm/r；之后进行退火去应力处理，退火温度500℃，第二道次为最终旋压，旋压减薄率35%，旋压机主轴转速20r/min，进给率0.4mm/r；
第四步，清洗：用丙酮将工件表面的润滑剂及脏污清洗干净；为下一步热处理做好准备；
第五步，热处理：对清洗后的工件进行调质处理,淬火：850℃，15min，油冷；回火：600℃，油冷；
第六步，精车上端及下端：车加工工件的上端，安装边、止口、涂层处预留1.5mm的余量用于后续的组件加工，保证直径公差在±0.1mm以内、总高公差±0.10mm、圆周跳动自由状态下0.1mm；
第七步，钻镗两端端面孔：钻两端端面螺栓过孔，保证位置度φ0.2mm，两端面角向定位精密孔，保证位置度φ0.05mm；
第八步，冲压叶型槽：将模具装夹在数控冲床上，将工件安装在凹模上，利用数控冲床在工件上径向等距离冲叶型槽并精修，保证叶型槽位置度φ0.2mm，叶型槽轮廓度0.05mm；同时由钳工用砂纸去除孔口残留毛刺，但保留尖边,模具冲裁间隙0.075mm；
第九步，磁粉检测：检测工件的表面及近表面缺陷；不允许有裂纹、发纹和点状杂质；
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