CN112276496A - 一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法，包括车削加工工步路线控制，拉削过程中装夹控制，喷丸工序中的过程控制等工序进行精车加工，精车结束后对基准及相关配合表面留出0.2mm余量，拉削后修复榫槽侧边与盘心圆度作为后续基准，铣加工结束后针对安装边变形部位进行内外两侧修复，喷丸结束后对装配表面与装配孔进行最终精加工到位，有效避免了低压涡轮盘在加工过程中发生变形的技术问题。

Description

一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法
技术领域
本发明涉及航空发动机新型材料低压涡轮盘机加工技术领域，特别涉及一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法。
背景技术
涡轮盘是航空发动机中最为关键的核心转动件，其工况环境恶劣，需要承受高温和高压双重叠加作用，制作工艺复杂，技术要求高，长期以来都是制约我国航空发动机发展的难题之一；目前低压涡轮盘是大直径薄壁易变形零件，在加工过程中极易受到夹紧力不当、切削力不均、高速拉削及喷丸等因素的影响而导致变形。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法，以解决现有技术中低压涡轮盘在加工过程中极易变形的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法，包括以下步骤：
步骤1：车削加工工步路线控制，车加工调整余量分布共分4道工序进行，精车工序余量0.5mm共分4刀两段进行，其中前两刀每次加工掉0.15mm共0.3mm，后两刀各去除0.1mm共0.2mm；每刀分为5道工步执行，每段程序共计10道工步，主要顺序成反方向进行；依靠往复式路线和可调型工装夹紧进行车削工序内的变形控制；
步骤2：拉削过程中装夹控制，使用快换夹具安装到拉床转台，用盘心进行径向粗定位，端面定位在榫槽侧边，使用菱形销定位涡轮盘角向，然后找正榫槽外圆跳动不大于0.01mm后使用大于500N力压紧榫槽另一面，其中榫槽定位及压紧表面开出避让槽以最大接触面压紧；
步骤3：喷丸工序中的过程控制，喷丸过程中主要考虑到每个喷丸部位对零件变形的影响程度不同，在保证喷丸强度和覆盖率的前提下，局部调整喷丸角度和喷丸顺序，喷丸由内向外，内侧与盘心代入斜角60°～75°，外侧表面垂直与盘心所在的平面；
步骤4：精车后余量分布，喷丸工序结束后在易变形的部位留出少许修复量，其中榫槽侧边留出0.1mm，盘心留出0.1mm，安装边两侧各留出0.2mm，之后进行拉削；
步骤5：拉削后的基准修复，在拉削结束后榫槽的两个侧边平面与盘心圆度出现一定的变形量，采用磨削的方法将两个侧边与盘心跳动进行修整到0.01，并作为后续加工的基准面使用；
步骤6：铣槽后的易变形部位修复，两个安装边进行花边与安装孔铣加工后去除的余量比较大，对安装边部位尺寸和平面度产生较大变形，在该工序后进行0.1mm左右车削修复，保证喷丸前的零件状态良好；
步骤7：喷丸后的最终装配尺寸精度保证，零件喷丸结束后对两侧安装边的配合表面进行车或磨加工保证其装配尺寸和跳动要求，然后对两侧的装配孔精镗到位；保证孔径尺寸和位置度满足设计图要求的配合精度。
与现有技术相比，本发明产生了以下有益效果：本发明的一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法，该工艺通过车削加工工步路线控制，拉削过程中装夹控制，喷丸工序中的过程控制等工序进行精车加工，精车结束后对基准及相关配合表面留出0.2mm余量，拉削后修复榫槽侧边与盘心圆度作为后续基准，铣加工结束后针对安装边变形部位进行内外两侧修复，喷丸结束后对装配表面与装配孔进行最终精加工到位，有效避免了低压涡轮盘在加工过程中发生变形的技术问题。
附图说明
图1是本发明的余量分布图；
图2是本发明的车削工序图；
图3是本发明的车铣工装图；
图4是本发明的拉削工装图；
图5是本发明的喷丸工序图；
附图标记说明：1-外侧喷射抢，2-内侧喷射抢。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1-5，本发明提供了一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法，包括以下步骤：
步骤1：车削加工工步路线控制，车加工调整余量分布共分4道工序进行(见图1)，精车工序余量0.5mm共分4刀两段进行，其中前两刀每次加工掉0.15mm共0.3mm，后两刀各去除0.1mm共0.2mm；每刀分为5道工步执行(见图2)，每段程序共计10道工步，主要顺序成反方向进行，第一刀从⑤-①，第二刀从①-⑤；依靠往复式路线和可调型工装夹紧进行车削工序内的变形控制(见图3)；
步骤2：拉削过程中装夹控制，使用快换夹具安装到拉床转台，用盘心进行径向粗定位，端面定位在榫槽侧边，使用菱形销定位涡轮盘角向，然后找正榫槽外圆跳动不大于0.01mm后使用大于500N力压紧榫槽另一面，其中榫槽定位及压紧表面开出避让槽以最大接触面压紧(见图4)；采用该装夹措施减少涡轮盘在拉削过程中产生的变形；
步骤3：喷丸工序中的过程控制，喷丸过程中主要考虑到每个喷丸部位对零件变形的影响程度不同，在保证喷丸强度和覆盖率的前提下，局部调整喷丸角度和喷丸顺序(见图5)，喷丸由内向外，内侧与盘心代入斜角60°～75°，外侧表面垂直与盘心所在的平面；
步骤4：精车后余量分布，喷丸工序结束后在易变形的部位留出少许修复量，其中榫槽侧边留出0.1mm，盘心留出0.1mm，安装边两侧各留出0.2mm，之后进行拉削；
步骤5：拉削后的基准修复，在拉削结束后榫槽的两个侧边平面与盘心圆度出现一定的变形量，采用磨削的方法将两个侧边与盘心跳动进行修整到0.01，并作为后续加工的基准面使用；
步骤6：铣槽后的易变形部位修复，两个安装边进行花边与安装孔铣加工后去除的余量比较大，对安装边部位尺寸和平面度产生较大变形，在该工序后进行0.1mm左右车削修复，保证喷丸前的零件状态良好；
步骤7：喷丸后的最终装配尺寸精度保证，零件喷丸结束后对两侧安装边的配合表面进行车或磨加工保证其装配尺寸和跳动要求，然后对两侧的装配孔精镗到位；保证孔径尺寸和位置度满足设计图要求的配合精度。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：该工艺通过车削加工工步路线控制，拉削过程中装夹控制，喷丸工序中的过程控制等工序进行精车加工，精车结束后对基准及相关配合表面留出0.2mm余量，拉削后修复榫槽侧边与盘心圆度作为后续基准，铣加工结束后针对安装边变形部位进行内外两侧修复，喷丸结束后对装配表面与装配孔进行最终精加工到位，有效避免了低压涡轮盘在加工过程中发生变形的技术问题。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：车削加工工步路线控制，车加工调整余量分布共分4道工序进行，精车工序余量0.5mm共分4刀两段进行，其中前两刀每次加工掉0.15mm共0.3mm，后两刀各去除0.1mm共0.2mm；每刀分为5道工步执行，每段程序共计10道工步，主要顺序成反方向进行；依靠往复式路线和可调型工装夹紧进行车削工序内的变形控制；
步骤2：拉削过程中装夹控制，使用快换夹具安装到拉床转台，用盘心进行径向粗定位，端面定位在榫槽侧边，使用菱形销定位涡轮盘角向，然后找正榫槽外圆跳动不大于0.01mm后使用大于500N力压紧榫槽另一面，其中榫槽定位及压紧表面开出避让槽以最大接触面压紧；
步骤3：喷丸工序中的过程控制，喷丸过程中主要考虑到每个喷丸部位对零件变形的影响程度不同，在保证喷丸强度和覆盖率的前提下，局部调整喷丸角度和喷丸顺序，喷丸由内向外，内侧与盘心代入斜角60°～75°，外侧表面垂直与盘心所在的平面；
步骤4：精车后余量分布，喷丸工序结束后在易变形的部位留出少许修复量，其中榫槽侧边留出0.1mm，盘心留出0.1mm，安装边两侧各留出0.2mm，之后进行拉削；
步骤5：拉削后的基准修复，在拉削结束后榫槽的两个侧边平面与盘心圆度出现一定的变形量，采用磨削的方法将两个侧边与盘心跳动进行修整到0.01，并作为后续加工的基准面使用；
步骤6：铣槽后的易变形部位修复，两个安装边进行花边与安装孔铣加工后去除的余量比较大，对安装边部位尺寸和平面度产生较大变形，在该工序后进行0.1mm左右车削修复，保证喷丸前的零件状态良好；
步骤7：喷丸后的最终装配尺寸精度保证，零件喷丸结束后对两侧安装边的配合表面进行车或磨加工保证其装配尺寸和跳动要求，然后对两侧的装配孔精镗到位；保证孔径尺寸和位置度满足设计图要求的配合精度。
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