[发明专利]一种高温合金盘类零件振动光饰加工方法

说明书

本发明涉及航空发动机制造技术领域，具体涉及一种高温合金盘类零件振动光饰加工方法，振动光饰是自由磨料滚磨光整加工技术，由不平衡电机产生的激振源带动磨料对零件表面的微冲击、刻划、磨削实现改善工件表面应力状态，降低零件表面粗糙度值，提高零件表面质量的目的。

技术领域

本发明涉及航空发动机制造技术领域，具体涉及一种高温合金盘类零件振动光饰加工方法。

背景技术

航发发动机盘类零件作为转子零件，如压气机盘、篦齿盘、涡轮盘通常为关键件，高压压气机、涡轮单元体都有使用，且单台发动机内数量可多至8个以上，其疲劳强度要求高，盘体表面粗糙度值要求低。高温合金盘类零件由于其材料的难加工特性，不能直接切削或经济的切削达到表面质量要求。传统方式的加工方法，采用人工使用转台抛光开敞性较好的辐板区域。易干涉区域无法使用转台，纯手工抛修，该方法抛光工作量大、周期长、抛光质量不稳定、表面完整性差，表面形貌杂乱无章，同时操作人员的人身安全风险较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种高温合金盘类零件振动光饰加工方法，通过无岛式旋转振动光饰技术实现高温合金盘类零件表面的抗疲劳制造，提高零件表面压应力，降低零件表面粗糙度值。可应用于多种型号航发发动机的压气机盘、篦齿盘、涡轮盘制造加工上。彻底打破了原来手工抛光的落后局面，大大提高了加工效率和表面完整性，缩短研制周期。其经济效益主要体现在缩减切削加工刀具费用和手工抛修人工工时和辅助材料上。其经济效益与零件加工数量成正比。

具体技术方案如下：

一种高温合金盘类零件振动光饰加工方法，具体包括如下步骤：

(1)选择适宜的振动光饰加工机

选择零件固定装夹于机床内的振动光饰机床，只实现磨料与零件的接触，避免零件自由运动造成的翻滚与碰撞，造成磕碰伤；

振动光饰机为中心无岛式旋转振动光饰机，不平衡电机置于工艺槽下方，工艺槽内为圆柱空间，可将压气机盘置于工艺槽中央进行加工；

振动光饰机为中心有岛式旋转振动光饰机，其环形工艺槽适宜较小的零件无需装夹，批量加工，不平衡电机置于工艺槽下方；

(2)规划装夹方法及工装设计

根据该压气机盘的设计要求，工艺槽底部有三个120°均布的可拆卸T型槽，拆卸后，工艺槽底部有三个120°度均布的肋，每根肋上均匀开设中心距100mm的5个螺纹孔，可通过肋上的螺纹孔将所述压气机盘连接在机床上；

通过连接螺钉，将连接块连接在机床上，将该压气机盘放置在底板内，盖上上盖，通过压紧块和压紧螺钉将底板、上盖、该压气机盘固定；通过吊环将工装及该压气机盘吊装至连接块上，通过固定螺钉，将其固定在连接块上，将该压气机盘固定在振动光饰机的中心位置进行加工；

该装夹方法根据零件的加工位置为辐板及内部，设计上盖、底板装置，同时对上盖及底板进行倒角利于磨料流动；利用底板的止口对该压气机进行定位；同时留有0.3～0.5的间隙，保证压紧可靠；上盖和底板为尼龙材料，其密度小、质量轻便于操作，其与压气机盘直接接触避免压伤压气机盘；压紧块为长方体活动机构，避免固定螺套机构装配不垂直，使压紧螺钉无法旋入，降低工装制作难度；吊环降低用于吊装该压气机盘和工装，降低劳动强度，避免操作风险；连接块使该压气机盘抬高60mm，使振动光饰磨料可以从盘心孔内部通过，从零件底部返回，增加磨粒的流通性，提高了振动光饰加工效率和效果；

(3)确定振动光饰过程

首先选择振动光饰加工磨料，为提高加工效率应选用研磨性能强的磨料，同时由于该压气机表面粗糙度值的要求，应选用研磨效果较好的磨料；研磨性能强的磨料加工效率高，研磨效果好的磨料最终表面粗糙度值低；