[发明专利]一种超大尺寸鼓筒精密连接孔的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别是涉及一种超大尺寸鼓筒精密连接孔的加工方法。主要应用于航空工业发动机、燃气轮机(气轮机)中，超大尺寸、超大体积、超大重量、采用止口过盈配合连接方式的三联体或多联体组合件精密连接孔的组合加工。

背景技术

重型燃机的主机部分是一个典型的单转子发动机结构，由近20级轴流压气机盘、多级轴流涡轮盘及轴颈和若干个封严环通过精密螺栓、紧固销钉等不同方式连接成鼓筒组件及单元体，具有结构复杂、精密而又不失紧凑的特点。

图1示出了一级鼓筒、封严环和二级鼓筒的连接关系，二级鼓筒、封严环和三级鼓筒的连接关系及三级鼓筒、封严环和轴颈组件的连接关系。图中表明：鼓筒安装边外径和中间封严环端面环槽内径采用较大过盈连接以保持良好的定位精度和较大的连接刚性；满足装配仅仅是第一步，也即是最基本要求，各级鼓筒和封严环沿周向均布的位置度为Φ0.03mm的48个Φ16mm精密连接孔加工是一个亟待解决的技术难题。

通常情形，可实现精密连接孔加工的方法有三种：

1)采用精密坐标镗床加工；

2)采用专用工装协同钻具加工，二者皆需在满足装配关系并有一定过盈条件下进行；

3)三联体组合加工。

但针对重型燃机鼓筒来说，三者皆不适用。原因如下：

首先，当前没有适合直径Φ2m的超大尺寸鼓筒的精密坐标镗床，因此，第一种方法无法实现。

其次，采用专用工装协同钻具加工的加工方法，适用于中小零件。如果针对超大尺寸的重型燃机鼓筒专门设计制造协同钻具，那么，钻具本身的重量和体积也必将非常庞大，不仅其灵活性和精准性将下降，并且为了克服其巨大的重量，还须为其专门设计吊具，在很大程度上加大了制造成本，延长了制造周期，得不偿失。

再次，从图1、图2可以看出，组合体结构无法实现三联体组合加工，因此，第三种方法也不能被采用。

综上所述，通常的方法均不适用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种通用性好、成本低的超大尺寸鼓筒精密连接孔的加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种超大尺寸鼓筒精密连接孔的加工方法，包括如下步骤：

步骤一：将后一级鼓筒装于封严环上，从封严环的前端方向，将封严环和后一级鼓筒上的所有孔一次加工到位；

步骤二：将封严环分解下来，并与前一级鼓筒组装好，从封严环的后端方向，以封严环上已经加工好的孔做引导，再加工前一级鼓筒上的所有孔。

本发明的有益效果：

本发明的加工方法实现了三联体或多联体组合件精密连接孔的组合加工，并保证了对中心的有效和高刚度连接。不仅满足了设计规定的配合关系，也满足了下一步加工的工艺要求。该加工方法可推广到一级鼓筒与二级鼓筒、二级鼓筒与三级鼓筒及三级鼓筒与轴颈组件的三套小组合体以及一～三级压气机鼓筒组件精密连接孔的加工过程中，完成装配任务。另外，由于本发明的加工方法采取实物一对一的配对组合加工，所以孔的位置度不再需要进行单独检查，由工艺保证，节省了工艺步骤。本发明的加工方法通用性好、成本低，易于推广应用。

附图说明

图1为一级鼓筒、二级鼓筒、三级鼓筒、轴颈组件及封严环的连接关系示意图；

图2为图1中连接位置的局部放大图；

图中：1-一级鼓筒，2-二级鼓筒，3-三级鼓筒，4-封严环，5-轴颈组件，6-精密螺栓，7-螺母，8-第一配合止口，9-第二配合止口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、如2所示，以一级鼓筒1、封严环4和二级鼓筒2所形成的三联体精密连接孔的分组组合加工过程为例，分解操作基本步骤如下：

步骤一：将封严环4和二级鼓筒2进行热装，形成第一组合体；

步骤二：将第一组合体在工作台上摆好，封严环4置于上方；

步骤三：对第一组合体轴向、径向进行找正，满足找正要求后进行装夹；

步骤四：从封严环4的前端方向，将封严环4和二级鼓筒2上的所有孔一次加工到位；

步骤五：分解封严环4和二级鼓筒2组合体，使之成为各自独立的个体；

步骤六：将分解下来的封严环4与一级鼓筒1进行组装，形成第二组合体；

步骤七：将第二组合体在工作台上摆好，封严环4置于上方；

步骤八：对第二组合体轴向、径向进行找正，满足找正要求后进行装夹；