[发明专利]一种燃气涡轮盘加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种燃气涡轮盘加工方法。

背景技术

燃气涡轮是航空发动机上具有关键特性的核心部件。其中，燃气涡轮中的燃气涡轮盘的制造质量对于燃气涡轮甚至发动机和飞机的可靠性、安全寿命等都会产生重要影响。但是，燃气涡轮盘的表面尺寸精度高，基准表面形状公差严，主要表面之间相互位置要求的项目多，且位置公差小，表面精度高。要同时保证这些高精度要求，加工难度很大。

现有技术中，燃气涡轮盘的成品结构如图1中所示。为了便于说明和理解，将位于最大外圆4两侧的两个侧端分别命名为第一侧端F和第二侧端S，第一侧端F的加工型面包括第一中间端面3、第一内孔面61、位于第一中间端面3和第一内孔面61之间的第一中间型面(包括第一外圆5及其周围型面)，第二侧端S的加工型面包括第二中间端面2、第二内孔面62、位于第二中间端面2和第二内孔面62之间的第二中间型面(包括第二外圆1及其周围型面)。

此外，用于制造燃气涡轮盘的待加工零件一般包括待加工的最大外圆，待加工的第一侧端和待加工的第二侧端分别位于待加工的最大外圆的两侧，待加工的第一侧端的型面包括待加工的第一中间端面、待加工的第一内孔面、待加工的第一中间型面，待加工的第二侧端的型面包括待加工的第二中间端面、待加工的第二内孔面、待加工的第二中间型面。

为了便于说明，在本文中：

“待加工的最大外圆”和成品中的“最大外圆4”，由于位置相同，均称为“最大外圆4”；

“待加工的第一侧端”和成品中的“第一侧端F”，由于位置相同，均称为“第一侧端F”；

“待加工的第二侧端”和成品中的“第二侧端S”，由于位置相同，均称为“第二侧端S”；

“待加工的第一中间端面”和成品中的“第一中间端面3”，由于位置相同，均称为“第一中间端面3”；

“待加工的第一内孔面”和成品中的“第一内孔面61”，由于位置相同，均称为“第一内孔面61”；

“待加工的第一中间型面”和成品中的“第一中间型面”，由于位置相同，均称为“第一中间型面”；

“待加工的第一外圆”和成品中的“第一外圆5”，由于位置相同，均称为“第一外圆5”；

“待加工的第二中间端面”和成品中的“第二中间端面2”，由于位置相同，均称为“第二中间端面2”；

“待加工的第二内孔面”和成品中的“第二内孔面62”，由于位置相同，均称为“第二内孔面62”；

“待加工的第二中间型面”和成品中的“第二中间型面”，由于位置相同，均称为“第二中间型面”；

“待加工的第二外圆”和成品中的“第二外圆1”，由于位置相同，均称为“第二外圆1”。

现有技术中，制造燃气涡轮盘的精车过程基本如下：

1)以最大外圆4定位夹紧，车削位于第二侧端S的第二外圆1和第二中间端面2，作为后续加工基准；(如图2所示，大箭头处为夹持位置)

2)以第二外圆1定位夹紧，支靠第二中间端面2，精车削第一侧端F的加工型面，此时，由于卡爪夹紧的是第二外圆1，故整个零件的中心轴线以第二外圆1的中心轴线c为准；(如图3所示，大箭头处为夹持位置)

3)以精车后的最大外圆4定位夹紧，精车削第二侧端S的加工型面，此时，由于卡爪夹紧的是精车后的最大外圆4，故整个零件的中心轴线以精车后的最大外圆4的中心轴线d为准。(如图4所示，大箭头处为夹持位置)

现有技术中这种加工方法存在很多缺陷：

精加工零件两侧端的型面时，两次定位夹紧的位置不同，一个是“以精车前的第二外圆1定位夹紧”，另一个是“以精车后的最大外圆4定位夹紧”，在两次进行夹紧时，零件的中心轴线分别参照精车前的第二外圆1的中心轴线c和精车后的最大外圆4的中心轴线d，由于待加工零件中，中心轴线c和中心轴线d之间的同轴度可能存在偏差、精度不高，从而两次装夹过程中参照的中心轴线容易发生偏摆，从而，难以保证燃气涡轮盘成品两侧型面之间相互要求；而且，由于两次装夹过程中定位夹紧的位置不同，参照的中心轴线容易发生偏摆，从而燃气涡轮盘成品的最大外圆4的表面衔接处N和中心孔的表面衔接处M，均难以保证不会出现接刀台现象。

可见，在上述燃气涡轮盘的精加工过程中，各表面加工顺序不合理，装夹定位方式不一致，使得精车工序的生产准备时间过长，生产效率低，并且，零件两侧端之间相互要求难以保证。