[发明专利]一种航空发动机涡轮轴颈上封严篦齿的加工方法

说明书

本发明涉及一种航空发动机涡轮轴颈上封严篦齿的加工方法，属于航空发动机零件的超精加工领域。该方法包括：步骤一、粗车篦齿轮廓，为精加工留0.5mm余量；步骤二、半精车篦齿，为精加工留0.1mm余量；步骤三、精车篦齿，保证几何尺寸及面轮廓度；步骤四、数控超精密外圆磨削篦齿尖外径；步骤五、目视检查篦齿表面；步骤六、三坐标测量机检验工件几何尺寸。本方法采用涂层刀具，特定的走刀路线、加工参数及合理的进给量对篦齿内腔进行精加工，有效的控制封严篦齿腔内部尺寸及技术条件，表面光度要求。本法发明能够有效的控制该种篦齿的质量要求，合格率达到99%以上。

技术领域

本发明属于航空发动机用零件的精加工技术领域，具体涉及一种航空发动机涡轮轴颈上封严篦齿的加工方法。

背景技术

航空发动机涡轮轴颈为发动机转子零件，其外部为静止机匣。转子零件转动过程中必然与静止的机匣间存在间隙。有了间隙必然存在气体泄漏。而为减少气体泄漏，提高涡轮工作效率，保证发动机运转过程中的密封性能，封严篦齿起到至关重要的作用。为更好的满足封严要求，封严篦齿的几何形状有着严格的要求，该种封严篦齿呈阶梯型分布，齿侧两面面轮廓度0.15mm，齿尖直径公差±0.04mm，齿尖宽度为0.13mm，篦齿一侧壁与水平夹角为43.5°，两侧壁之间夹角为20°，齿腔底面与水平间夹角为23.5°，齿尖保持尖边，齿根圆角为R1.2mm，且与篦齿同一零件上存在旋转用轴承环，故为保证篦齿与其外机匣间隙保证均匀，故篦齿尖直径相对于轴承环跳动不大于0.03mm，表面粗超度为Ra1.6μm。封严篦齿的封严效果对发动机的性能、油耗等有着重要的影响。零件材料为碳钢，基于封严篦齿的几何形状及材料的特性，篦齿薄，易变形，对零件加工增加了很大的困难。若采用通用的加工方法，加工过程中无法同一方向将封严篦齿加工完成，会造成篦齿根部存在接刀棱，不满足设计要求，产生较多的次品，增加返修时间，且在返修过程中易造成废品，严重降低了生产效率与产品质量。

发明内容

针对现有的生产加工水平，与封严篦齿的结构特性，本发明提供一种航空发动机涡轮轴颈上封严篦齿的加工方法，采用该方法可解决封严篦齿一次加工合格率低的问题。为实现上述目的，一种航空发动机涡轮轴颈上封严篦齿的加工方法，包括如下步骤：

（1）选用刀尖为R1.5mm的刀具进行粗加工，将篦齿形状加工完成，为后续留有0.5mm余量；

（2）选用定制刀具进行半精加工，为后续加工留0.1mm余量；

（3）用特定走刀路线与加工参数进行精加工，保证篦齿几何尺寸及表面要求；

（4）磨削篦齿尖外径。保证篦齿尖直径、跳动及粗超度；

（5）目视检查篦齿表面，是否满足设计图中表面要求；

（6）三坐标测量机检验工件几何尺寸。

所述步骤（1）中选用R1.5mm刀具进行粗加工，可以快速的去除篦齿之间余量。留有0.5mm余量是为防止加工其他部位时，零件变形，导致篦齿尺寸不合格；

步骤（2）中采取半精加工，由于选用的刀具为非标刀具，刚性差，吃刀量过大时，易发生让刀情况，且易使篦齿变形，造成篦齿几何尺寸超差；

步骤（3）采用特定走刀路线与加工参数进行精加工。采用特定刀路保证篦齿根部圆角处无接刀棱。采用变参数加工，防止刀具加工篦齿根部圆角时刀具震动，产生振纹；

步骤（4）篦齿尖直径采用超精密数控外圆磨削进行加工。由于封严篦齿尖过薄，采用车加工易造成篦齿变形，磨加工磨削属于精密加工，更能满足设计图纸要求，有效的防止篦齿变形及齿尖的粗超度要求；

目视检查篦齿表面，表面粗糙度满足设计图纸要求，表面无振纹，篦齿腔无接刀棱。

采用三坐标测量机扫描型面方法检查加工后的篦齿几何尺寸，其检查结果完全符合预期的图纸要求，篦齿无变形；