[发明专利]一种航空发动机转子叶片叶尖高速磨削复合加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨削加工方法，具体涉及一种航空发动机转子叶片叶尖高速磨削复合加工方法。

背景技术

新一代航空发动机转子装配结构已完全有别于一、二代发动机，对于转子叶片叶尖磨削也提出了更高的要求。新结构的高压压气机转子叶片与鼓筒的周向装配结构方式，造成叶片与榫槽间隙较大，为使叶片外径在保持拉伸状态下进行加工，是保证叶片外径尺寸公差及径向跳动所追求的目标。多年来，转子叶片外径的加工，采用每片叶片安装在模拟盘上，用螺钉逐个顶起叶片，使用普通改制设备低速对各级模拟盘进行逐一磨削，手工去毛刺的工艺方法，不但生产效率低，而且质量状态不稳定，无法满足设计要求。

发明内容

针对现有航空发动机转子叶片加工方法效率低，质量不稳定，有灼伤的问题，本发明提供了一种航空发动机转子叶片叶尖高速磨削复合加工方法。

本发明采用如下技术方案：

步骤一：对转子进行预先平衡

将转子安装在平衡机上，采用各级转盘单级平衡，分组组合平衡，反复平衡，使转子预先平衡所允许用的不平衡量控制在254g.mm以内，具体步骤如下：

1)一、二级转子最终动平衡：要求初始一、二级转子的每个校正平面初始不平衡量≤600g.mm，通过调整一、二级叶片的位置，使每个校正平面的不平衡量≤254g.mm。

2)平衡三级盘组件：对三级盘组件进行静平衡，通过调整三级叶片的位置，使校正平面的不平衡量≤254g.mm。

3)转子初平：将安装1-3级叶片的高压压气机转子进行动平衡，要求每个校正平面的初始不平衡量≤4570g.mm。

4)磨削前转子预平衡：磨削前，将安装完1-9级叶片的高压压气机转子进行动平衡。通过在两个校正平面内安装平衡配重，使每个校正平面的不平衡量≤254g.mm。

步骤二：对叶片进行高速磨削

将转子安装在夹具上，使转子处于拉伸状态下(即叶片处于工作位置)，然后进行高速磨削。

在磨削过程中加工零件的转速：1600～2000r/min；砂轮线速度：33～36m/s；毛刺刷转速：1500～1900r/min；磨削时控制温度：20℃±5℃。

磨削过程五个阶段及相应参数如下：

1)极速进给阶段：进给倍率：1500mm/min；

2)迅速进给阶段：位置L1：5～6mm；进给倍率：75～85mm/min；停留时间：1s；

3)快速进给阶段：位置L2：0.5～1.5mm；进给倍率：0.3～1mm/min；停留时间：1s；

4)粗磨阶段：位置L3：0.3～0.6mm；进给倍率：0.12～0.15mm/min；停留时间：1s；

5)精磨阶段：位置L4：0.06～0.1mm；进给倍率：0.03～0.07mm/min；停留时间：10s；

参数说明：L1：迅速进给阶段的开始位置到磨削最终尺寸的距离

L2：快速进给阶段的开始位置到磨削最终尺寸的距离

L3：粗磨阶段的开始位置到磨削最终尺寸的距离

L4：精磨阶段的开始位置到磨削最终尺寸的距离

为保证磨削后1-9级叶片叶尖相对基准跳动在0.05mm内，采用转子基准与工装基准过盈配合的液压工装，通过控制与转子配合的前后液压夹盘工装径向跳动≤0.01mm，经2bar压力的气密性检查，使转子与夹具紧密配合，达到转子设计基准与机床加工基准紧密贴合的精确定位。