[发明专利]一种钛合金焊接式整体叶盘加工方法

说明书

本发明涉及航空发动机技术领域，公开了一种钛合金焊接式整体叶盘加工方法，包括以下步骤：步骤1：分别加工整体叶盘及焊接件；步骤2：将整体叶盘与焊接件焊接；步骤3：时效热处理；步骤4：铣削叶片；步骤5：对叶型及流道进行振动光饰；步骤6：精加工焊接件内外型面；步骤7：钻削孔系及铣槽型；步骤8：插削外花键；步骤9：渗透检验整体叶盘全部表面；步骤10：喷涂耐磨材料；步骤11：磨涂层；步骤12：静平衡；步骤13：涂干膜润滑剂；步骤14：湿吹砂；本发明不仅能够缩短钛合金焊接式整体叶盘加工周期，还可以节省工装刀具制造费用，并且极大提高零件成型后尺寸精度及表面质量状态。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别提供一种钛合金焊接式整体叶盘加工方法。

背景技术

钛合金整体叶盘为单盘零件结构，加工技术及加工工艺日趋成熟，目前行业内采用车削、铣削等加工方法进行加工。而钛合金焊接式整体叶盘零件总长约500mm，轴颈处外径110mm，壁厚3mm，整体呈薄壁弱刚性结构，并存在深腔、半封闭复杂腔槽、多类型小孔等结构特点，尺寸及形位要求不易保证；叶片部位又呈现出叶片间相互遮挡、弯掠组合的造型特点，材料硬度低，弹性模量小，加工中极易出现变形、让刀等问题；由于冷热工艺交替进行，加工系统极不稳定，工序中需根据冷热工艺特点考虑余量、装夹、变形等一系列问题，设计合格有效的工艺方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金焊接式整体叶盘加工方法，可有效地解决上述问题。

本发明的技术方案是：一种钛合金焊接式整体叶盘加工方法，包括以下步骤：

步骤1：分别加工整体叶盘及焊接件：

整体叶盘盘体鼓筒内壁加工至最终状态，整体叶盘盘体鼓筒外壁、整体叶盘外端型面及叶片保留1mm余量，焊接件加工至保留余量1mm状态；在整体叶盘与焊接件连接部位增加长度为14mm、高度为8mm的工艺安装边；

步骤2：将整体叶盘与焊接件焊接：

焊口间隙在0.03mm以下，锁底部位厚度为6.5mm，装配过盈量控制在0.02mm～0.06mm，装配后检查磁通量密度不大于1×10^-4T；采用4点均布对称定位焊接，定位焊接错位小于0.1mm，焊接周向大于360°；

步骤3：时效热处理：

加热前，将真空室内压强抽至0.067Pa以下，加热、保温过程中，真空室内压强小于0.067Pa；升温时间为1.5h～2.5h，保温时间为8h～8.25h，降温时充0.2MPa～0.4MPa氩气冷至80℃以下；

步骤4：铣削叶片：

速度环增益为6575，加工参数选用F=1273mm/min；

步骤5：对叶型及流道进行振动光饰：

采用无岛式振动光饰机，配比比例为1%～3%的磨液；

步骤6：精加工焊接件内外型面：

利用工艺安装边，将整体叶盘装夹紧固；整体叶盘直线部位走刀采用ap=0.8mm，fn=0.2mm/r，n=30r/min，斜线部位走刀采用ap=0.8mm，fn=0.15mm/r，n=25r/min，圆角部位走刀采用ap=0.3mm，fn=0.07mm/r，n=20r/min；

步骤7：钻削孔系及铣槽型：

刀具最小悬伸为100mm，钻孔：F=100mm/min，铰孔：F=50mm/min，铣槽：F=200mm/min；

步骤8：插削外花键：

冲程速度为40～60次/分，切削深度：ap=0.01～0.8mm；

步骤9：渗透检验整体叶盘全部表面：