CN113967857B - 一种涡轮前封严盘变形修复的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种涡轮前封严盘变形修复的加工方法，通过设计无装夹变形夹具以及定制特殊形状砂轮，只需铣槽即可提高加工精度，所述夹具包括涨紧功能的涨紧套和螺栓，同时所述砂轮下端面与零件的内孔平行，表面B的斜率大于所述斜面的斜率；所述下端面工作面长度小于所述待加工面的长度，本发明的优点是：通过制定合理的返修加工方案，保证试车后超出内控标准的涡轮前封严盘安装边前、后端面修复后，尺寸和技术条件满足设计要求。

Description

一种涡轮前封严盘变形修复的加工方法
技术领域
航空发动机技术领域，具体说是一种涡轮前封严盘变形修复的加工方法。
背景技术
涡轮前封严盘安装在高压涡轮盘前端，通过螺栓与高压涡轮前轴和高压涡轮盘装配在一起，该零件是发动机内流空气***的关键零件，用于收集来自高压压气机九级盘后的高压冷气，经涡轮盘槽底导气槽导入到高涡盘榫槽和高涡叶片内部，达到冷却高涡盘腹板、轮缘、高涡叶片榫头和叶身的作用。
涡轮前封严盘高温合金制件，零件试车后会在安装法兰前、后端面出现不同程度的变形，要求返修后配合端面平面度要求0.01mm，跳动要求0.01mm，与此端面相对的另一侧端面的平行度要求0.02mm，对于此类弱刚性零件来说精度要求非常高，零件需要返修的位置是安装边前、后端面的端面槽底面，加工部位较为封闭，接刀位置及尺寸要求严格，零件返修难度大
发明内容
为解决上述问题，本发明公开一种涡轮前封严盘变形修复的加工方法。
具体技术方案如下：
一种涡轮前封严盘变形修复的加工方法，包括以下步骤：
(1)设计无装夹变形夹具，所述无装夹变形夹具的外形与所述涡轮前封严盘的前后端面接触装夹，所述无装夹变形夹具呈法兰状，在与所述涡轮前封严盘的接触面处设置用于装夹定位的定位孔，所述涡轮前封严盘的孔位与所述定位孔对应放置后，通过涨套组件放置在定位孔内，所述涨套组件包括一个涨紧套和一个螺栓；无装夹变形夹具以零件待加工端面为支撑基准，支撑平面经过磨削加工，保证平面度，利于装夹时与零件端面自由贴合，夹具端面对应零件连接孔位置的螺纹孔,零件在自由状态下置于夹具端面，使用开缝涨套组件涨住定位孔内壁表面，零件以近似自由状态被紧固在夹具端面上，并利用零件上孔的位置精度实现了翻面自定心的作用；
(2)定制非标形状的碟形白刚玉砂轮，经过三维干涉计算后定制，砂轮经金刚石滚轮精修整成精准形状；零件需要返修的位置是端面槽的槽底面，加工部位较为封闭，在磨削加工修正端面时不允许转接圆角处位置接刀，因此需要定制非标形状的碟形80#白刚玉磨料砂轮，非标碟形砂轮的形状是经过三维干涉计算后定制，砂轮经金刚石滚轮精修整成精准形状，保证在磨削平面时，砂轮可安全无干涉进入端面槽中完成往复进给磨削底平面；所述碟形白刚玉砂轮的下端面为工作平面，表面A与零件的内孔平行，表面B为了规避待加工面一侧的斜面，所述表面B的斜率大于所述斜面的斜率；所述碟形白刚玉砂轮的下端面工作面长度小于所述待加工面的长度。
设计制造专用的金刚石滚轮来精确修整砂轮的形状，精准的砂轮形状可在磨削配合端面时不磨削空刀和轮毂圆角，砂轮形状的周期性修整，保证碟形砂轮形状固定；
(3)端面磨削试验，采用端面切入磨的吃刀，往复进给磨削基准平面的方式加工，通过微米级测距仪控制一次程序循环磨削量在0.01mm以内，实现基准两面磨削加工及加工后尺寸及各项技术条件的要求；
(4)经过三坐标测量机和堆叠投影检测***检查相关尺寸和形位公差是否满足设计图尺寸和形位公差要求；如不满足，重复上述第(1)、第(3)步骤。
当微米级测距仪检测到单次循环磨削量大于0.02mm时，所述程序循环磨削量产生报错，从而中断磨削工作。
本发明的优点是：按照本发明所设计的技术方案，目前已完成多台零件端面返修加工，各尺寸及技术条件均满足设计要求，返修工艺过程稳定，并且该技术方案可以应用到类似结构的涡轮前封严盘、篦齿盘等端面磨削加工，采用无装夹变形夹具基本消除夹紧力引起的零件变形。
附图说明
图1为涡轮前封严盘需要加工处的外形结构示意图；
图2为无装夹变形夹具的结构示意图；
图3图2的A处局部放大图；
图4为砂轮加工形状结构示意图。
具体实施方式
涡轮前封严盘试车后安装边前、后端面变形，要求返修后配合端面平面度要求0.01mm，跳动要求0.01mm，与此端面相对的另一侧端面的平行度要求0.02mm，零件结构如图1所示，图中1中粗线标识为需要修复的部位。
下面结合附图具体说明本发明，如图所示，一种涡轮前封严盘变形修复的加工方法，包括以下步骤：
(1)设计无装夹变形夹具，所述无装夹变形夹具的外形与所述涡轮前封严盘的前后端面接触装夹，所述无装夹变形夹具呈法兰状，在与所述涡轮前封严盘的接触面处设置用于装夹定位的定位孔1，所述涡轮前封严盘的孔位与所述定位孔对应放置后，通过涨套组件2放置在定位孔内，所述涨套组件包括一个涨紧套21和一个螺栓22；无装夹变形夹具以零件待加工端面为支撑基准，支撑平面经过磨削加工，保证平面度，利于装夹时与零件端面自由贴合，夹具端面对应零件连接孔位置的螺纹孔,零件在自由状态下置于夹具端面，使用开缝涨套组件涨住定位孔内壁表面，零件以近似自由状态被紧固在夹具端面上，并利用零件上孔的位置精度实现了翻面自定心的作用；
(2)定制非标形状的碟形白刚玉砂轮3，经过三维干涉计算后定制，砂轮经金刚石滚轮精修整成精准形状；零件需要返修的位置是端面槽的槽底面，加工部位较为封闭，在磨削加工修正端面时不允许转接圆角处位置接刀，因此需要定制非标形状的碟形80#白刚玉磨料砂轮，保证在磨削平面时，砂轮可安全无干涉进入端面槽中完成往复进给磨削底平面；所述碟形白刚玉砂轮的下端面为工作平面，如图4所示，表面A与零件的内孔41平行，表面B为了规避待加工面一侧的斜面42，所述表面B的斜率大于所述斜面的斜率；所述碟形白刚玉砂轮的下端面工作面长度小于所述待加工面4的长度。
设计制造专用的金刚石滚轮来精确修整砂轮的形状，精准的砂轮形状可在磨削配合端面时不磨削空刀和轮毂圆角，砂轮形状的周期性修整，保证碟形砂轮形状固定；
(3)端面磨削试验，采用端面切入磨的吃刀，往复进给磨削基准平面的方式加工，通过微米级测距仪控制一次程序循环磨削量在0.01mm以内，实现基准两面磨削加工及加工后尺寸及各项技术条件的要求；
(4)经过三坐标测量机和堆叠投影检测***检查相关尺寸和形位公差是否满足设计图尺寸和形位公差要求；如不满足，重复上述第(1)、第(3)步骤。
当微米级测距仪检测到单次循环磨削量大于0.02mm时，所述程序循环磨削量产生报错，从而中断磨削工作。

Claims (2)

1.一种涡轮前封严盘变形修复的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）设计无装夹变形夹具，所述无装夹变形夹具的外形与所述涡轮前封严盘的前后端面接触装夹，所述无装夹变形夹具呈法兰状，在与所述涡轮前封严盘的接触面处设置用于装夹定位的定位孔，所述涡轮前封严盘的孔位与所述定位孔对应放置后，通过涨套组件放置在定位孔内，所述涨套组件包括一个涨紧套和一个螺栓；
（2）定制非标形状的碟形白刚玉砂轮，经过三维干涉计算后定制，砂轮经金刚石滚轮精修整成精准形状；所述碟形白刚玉砂轮的下端面为工作平面，表面A与零件的内孔平行，表面B为了规避待加工面一侧的斜面，所述表面B的斜率大于所述斜面的斜率；所述碟形白刚玉砂轮的下端面工作面长度小于所述待加工面的长度；
（3）端面磨削试验，采用磨削吃刀切入端面，往复进给磨削基准平面的方式加工，通过微米级测距仪控制一次程序循环磨削量在0.01mm以内，实现基准两面磨削加工及加工后尺寸及各项技术条件的要求；
（4）经过三坐标测量机和堆叠投影检测***检查相关尺寸和形位公差是否满足设计图尺寸和形位公差要求；如不满足，重复上述第（1）、第（3）步骤。
2.根据权利要求1所述的涡轮前封严盘变形修复的加工方法，其特征在于：当微米级测距仪检测到单次循环磨削量大于0.02mm时，所述程序循环磨削量产生报错，从而中断磨削工作。
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