CN103624493A - 航空发动机的压气机对半机匣的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，包括以下步骤：a、两半对半机匣纵向贴合面平面度处理，将粗加工后的两半对半机匣以基准面对靠的方式进行平面加工，以保证两半对半机匣纵向贴合面的平面度；b、两半对半机匣纵向贴合面上对应螺钉安装孔的相互位置度处理，对对应设置的至少部分螺钉安装孔进行精加工，并在精加工的螺钉安装孔中配以具有定位圆柱面的螺钉；c、按照预设的优化装配顺序对两半对半机匣纵向贴合面的螺钉安装孔装配螺钉；d、两半对半机匣组装形成整体压气机机匣。本航空发动机的压气机对半机匣的加工方法采用对半机匣组合变形控制技术，消除了对半机匣的组合变形，重复组合精度一致性好，应用前景广阔。

Description

航空发动机的压气机对半机匣的加工方法

技术领域

本发明涉及航空发动机加工技术领域，特别地，涉及一种航空发动机的压气机对半机匣的加工方法。

背景技术

航空发动机中压气机部分广泛采用对半机匣(或称为对开机匣)，这类机匣由两个半环式的左、右半机匣通过纵向贴合面上螺钉孔组合精密定位螺钉而成，组合后的前后法兰面止口的直径、圆度、同轴度等要求均非常高。由于两半机匣刚性差，加工中易变形，两半机匣纵向贴合面易发生翘曲变形；纵向贴合面精密孔的位置度难以保证为≤Φ0.02mm，两半机匣对应精密孔的相互位置度较差，这些因素均导致两半机匣组合后易发生变形，重复组合精度一致性差。

发明内容

本发明目的在于提供一种航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，以解决纵向贴合面精密孔的位置度难以保证、组合后易发生变形，重复组合精度一致性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，包括以下步骤：a、两半对半机匣纵向贴合面平面度处理，将粗加工后的两半对半机匣以基准面对靠的方式进行平面加工，以保证两半对半机匣纵向贴合面的平面度；b、两半对半机匣纵向贴合面上对应螺钉安装孔的相互位置度处理，对对应设置的至少部分螺钉安装孔进行精加工，并在精加工的螺钉安装孔中配以具有定位圆柱面的螺钉；c、按照预设的优化装配顺序对两半对半机匣纵向贴合面的螺钉安装孔装配螺钉；d、两半对半机匣组装形成整体压气机机匣。

进一步地，步骤a中两半对半机匣纵向贴合面平面度处理包括以下步骤：粗加工两半对半机匣的纵向贴合面以及两半对半机匣纵向两端沿横向布置的前后法兰的前后法兰面，纵向贴合面单边留0.1mm-0.3mm余量；加工两半对半机匣的其余部分，消除喷涂变形，在前后法兰面以及两半对半机匣的流道面单边留0.1mm-0.5mm余量；将两半对半机匣分解，以纵向贴合面相互支靠，磨平两半对半机匣至少一端的法兰面；将磨平的法兰面相互支靠，磨平纵向贴合面。流道面属于航空领域常用的术语，对半机匣的流道面是指机匣内用于气流经过或通过的气流道的表面。

进一步地，以两半对半机匣纵向贴合面相互支靠，然后磨平后法兰面，法兰面的平面度≤0.02mm。

进一步地，以两半对半机匣的后法兰面相互支靠，然后磨平纵向贴合面，纵向贴合面的平面度≤0.03mm。

进一步地，步骤b中两半对半机匣纵向贴合面上对应精密孔的相互位置度处理包括以下步骤：在两半对半机匣纵向贴合面相应位置粗加工纵向贴合面螺钉安装孔；组合两半对半机匣；精加工纵向贴合面上所有螺钉安装孔；将具有定位圆柱面的螺钉组装到纵向贴合面上的精加工的螺钉安装孔中。

进一步地，螺钉安装孔包含有精加工的螺钉安装孔和非精加工的螺钉安装孔，精加工的螺钉安装孔为精密孔，非精加工的螺钉安装孔为非精密孔，粗加工纵向贴合面螺钉安装孔包括：精密孔直径留0.2mm-0.5mm余量，靠近至少一端法兰面的四处精密孔位置度要求≤Φ0.04mm，非精密孔加工到位。

进一步地，组合两半对半机匣包括：在精加工工序磨平纵向贴合面后，组合两半对半机匣，先将纵向贴合面上靠近至少一端法兰面的四处精密孔组合精密螺钉，然后将非精密孔组合螺钉并拧紧，最后将靠近两半对半机匣的大端面的四处精密孔的螺钉去除。

进一步地，精加工纵向贴合面上所有螺钉安装孔包括：分别使用足够长度的带加大前引导的扩孔钻和铰刀将两半对半机匣纵向贴合面上对应精密孔一次加工到位，对应精密孔的相互位置误差≤Φ0.005mm。

进一步地，步骤c包括以下步骤：将两半对半机匣的至少一端法兰面朝下放置在着色平板上准备组合；以从下往上左右交替的优化装配顺序对纵向贴合面上的螺钉安装孔装配螺钉，但不拧紧；将剩余孔组装螺钉，但不拧紧；以从下往上左右交替的优化装配顺序拧紧所有螺钉，拧紧力矩为15N·m-16N·m。

进一步地，步骤a中的基准面对靠采用点支靠。

本发明具有以下有益效果：

本航空发动机的压气机对半机匣的加工方法采用对半机匣组合变形控制技术，有效消除对半机匣的组合变形，纵向贴合面精密孔的位置度保证为≤Φ0.02mm，重复组合精度一致性好，应用前景广阔。纵向贴合面平面度与对半机匣的大小、壁厚、结构等均有关系，采用两半对半机匣纵向贴合面平面度处理，将粗加工后的两半对半机匣以基准面对靠的方式进行平面加工，能够保证两半对半机匣纵向贴合面的平面度，既保证了纵向贴合面加工后平面度合格，又能够防止后续加工对纵向贴合面平面度的影响；采用两半对半机匣纵向贴合面上对应螺钉安装孔的相互位置度处理，对对应设置的螺钉安装孔进行精加工，并在精加工的螺钉安装孔中配以具有定位圆柱面的螺钉，能够保证两半机匣纵向贴合面上对应精密孔的相互位置度，同时能够防止后续加工变形对纵向贴合面精密孔相互位置度的影响；采用两半对半机匣纵向贴合面螺钉孔组合螺钉的装配顺序优化，从而减小纵向贴合面组合螺钉的差异，保证变形量一致和重复组合的精度，重复组合精度一致性好。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法的流程框线图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实施例的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，包括以下步骤：a、两半对半机匣纵向贴合面平面度处理，将粗加工后的两半对半机匣以基准面对靠的方式进行平面加工，以保证两半对半机匣纵向贴合面的平面度；b、两半对半机匣纵向贴合面上对应螺钉安装孔的相互位置度处理，对对应设置的至少部分螺钉安装孔进行精加工，并在精加工的螺钉安装孔中配以具有定位圆柱面的螺钉；c、按照预设的优化装配顺序对两半对半机匣纵向贴合面的螺钉安装孔装配螺钉；d、两半对半机匣组装形成整体压气机机匣。本航空发动机的压气机对半机匣的加工方法采用对半机匣组合变形控制技术，有效消除对半机匣的组合变形，重复组合精度一致性好，应用前景广阔。纵向贴合面平面度与对半机匣的大小、壁厚、结构等均有关系，采用两半对半机匣纵向贴合面平面度处理，将粗加工后的两半对半机匣以基准面对靠的方式进行平面加工，能够保证两半对半机匣纵向贴合面的平面度，既保证了纵向贴合面加工后平面度合格，又能够防止后续加工对纵向贴合面平面度的影响；采用两半对半机匣纵向贴合面上对应螺钉安装孔的相互位置度处理，对对应设置的螺钉安装孔进行精加工，并在精加工的螺钉安装孔中配以具有定位圆柱面的螺钉，能够保证两半机匣纵向贴合面上对应精密孔的相互位置度，同时能够防止后续加工变形对纵向贴合面精密孔相互位置度的影响；采用两半对半机匣纵向贴合面螺钉孔组合螺钉的装配顺序优化，从而减小纵向贴合面组合螺钉的差异，保证变形量一致和重复组合的精度，重复组合精度一致性好。

本实施例中，步骤a中两半对半机匣纵向贴合面平面度处理包括以下步骤：粗加工两半对半机匣的纵向贴合面以及两半对半机匣纵向两端沿横向布置的前后法兰的前后法兰面，纵向贴合面单边留0.1mm-0.3mm余量；加工两半对半机匣的其余部分，消除喷涂变形，在前后法兰面以及两半对半机匣的流道面单边留0.1mm-0.5mm余量；将两半对半机匣分解，以纵向贴合面相互支靠，然后磨平两半对半机匣至少一端的法兰面；将磨平的法兰面相互支靠，然后磨平纵向贴合面。通过单边留余量，消除各种变形影响，同时在后续加工过程中，消除尺寸厚度不均匀的问题，有效地消除加工过程中的弯曲变形；通过将两半对半机匣的法兰面相互支靠，以支靠的方式确定基准，然后进行平面加工，能够保证加工后的平面度，防止后续加工对纵向贴合面平面度的影响。

本实施例中，以两半对半机匣纵向贴合面相互支靠，然后磨平后法兰面，后法兰面的平面度≤0.02mm。在利用后法兰面进行后续加工时，将后法兰面作为支靠的基准面所加工的精度更高。

本实施例中，以两半对半机匣的后法兰面相互支靠，然后磨平纵向贴合面，纵向贴合面平面度≤0.03mm。以平面度精准的后法兰面作为相互支靠的基准面，加工磨平纵向贴合面，并使得纵向贴合面平面度≤0.03mm，从而保证纵向贴合面加工后平面度合格，同时防止后续加工对纵向贴合面平面度的影响；加工中变形小，两半机匣纵向贴合面不易发生翘曲变形；保证后续纵向贴合面精密孔的位置度。

本实施例中，步骤b中两半对半机匣纵向贴合面上对应精密孔的相互位置度处理包括以下步骤：在两半对半机匣纵向贴合面相应位置粗加工纵向贴合面螺钉安装孔；组合两半对半机匣；精加工纵向贴合面上所有螺钉安装孔；将具有定位圆柱面的螺钉组装到纵向贴合面上的精加工的螺钉安装孔中。保证相互位置度要求合格，并有效防止后续加工变形对纵向贴合面精密孔相互位置度的影响。

本实施例中，螺钉安装孔包含有精加工的螺钉安装孔和非精加工的螺钉安装孔，精加工的螺钉安装孔为精密孔，非精加工的螺钉安装孔为非精密孔，粗加工纵向贴合面螺钉安装孔包括：精密孔直径留0.2mm-0.5mm余量，靠近至少一端法兰面的四处精密孔位置度要求≤Φ0.04mm，非精密孔加工到位。加工中不易变形，两半机匣纵向贴合面不易发生翘曲变形；纵向贴合面精密孔的位置度轻易控制为≤Φ0.02mm，两半机匣对应精密孔的相互位置度精准，两半机匣组合后不易发生变形，重复组合精度一致好。

本实施例中，组合两半对半机匣包括：在精加工工序磨平纵向贴合面后，组合两半对半机匣，先将纵向贴合面上靠近至少一端法兰面的四处精密孔组合精密螺钉，然后将非精密孔组合螺钉并拧紧，最后将靠近两半对半机匣的大端面的四处精密孔的螺钉去除。加工中不易变形，两半机匣纵向贴合面不易发生翘曲变形；纵向贴合面精密孔的位置度轻易控制为≤Φ0.02mm，两半机匣对应精密孔的相互位置度精准，两半机匣组合后不易发生变形，重复组合精度一致好。

本实施例中，精加工纵向贴合面上所有螺钉安装孔包括：分别使用足够长度的带加大前引导的扩孔钻和铰刀将两半对半机匣纵向贴合面上对应精密孔一次加工到位，对应精密孔的相互位置误差≤Φ0.005mm。加工中不易变形，两半机匣纵向贴合面不易发生翘曲变形；纵向贴合面精密孔的位置度轻易控制为≤Φ0.02mm，两半机匣对应精密孔的相互位置度精准，两半机匣组合后不易发生变形，重复组合精度一致好。

本实施例中，步骤c包括以下步骤：将两半对半机匣的至少一端法兰面朝下放置在着色平板上准备组合；以从下往上左右交替的优化装配顺序对纵向贴合面上的螺钉安装孔装配螺钉，但不拧紧；将剩余孔组装螺钉，但不拧紧；以从下往上左右交替的优化装配顺序拧紧所有螺钉，拧紧力矩为15N·m-16N·m。两半机匣纵向贴合面组合螺钉的顺序、压紧力的差异小，组合变形量一致和重复组合精度稳定；对半机匣组合变形控制效果非常好，重复组合精度一致性稳，对半机匣组合变形和重复组合精度误差≤0.02mm，组合变形控制效果显著。

本实施例中，步骤a中的基准面对靠采用点支靠。能够有效地避免压紧变形。

实施时，对半机匣组合变形控制技术的操作过程：

1、粗加工两半对半机匣的纵向贴合面以及前后法兰面，纵向贴合面单边留0.1mm余量；

2、以两半对半机匣纵向贴合面支靠(点支靠)磨平后法兰面，平面度≤0.02mm；

3、以后法兰面支靠磨平纵向贴合面，平面度≤0.03mm；

4、粗加工纵向贴合面螺钉安装孔。螺钉安装孔包括精密孔和非精密孔，精密孔直径留0.3mm余量到后续精加工，靠近大端面的四处精密螺钉孔位置度要求≤Φ0.04mm，非精密孔加工到位；

5、组合两半机匣。将两半对半机匣的大端面朝下放置在着色平板上，从下往上左右交替组合纵向贴合面上精密孔的螺钉，不拧紧；将剩余孔组合螺钉，不拧紧；从下往上左右交替拧紧所有螺钉，拧紧力矩为15N·m-16N·m。

6、加工零件其余部位，消除喷涂变形，前后法兰面、流道面等部位单边留0.15mm余量；

7、两半机匣分解，以纵向贴合面支靠(点支靠，避免压紧变形)，磨平左、右半机匣后法兰面，平面度≤0.02mm；

8、以后法兰面支靠，磨平纵向贴合面，平面度≤0.02mm；

9、组合两半机匣。先将纵向贴合面上靠近大端面的四处精密孔组合精密螺钉，然后将非精密孔组合螺钉并拧紧，最后将靠近大端面的四处精密孔的螺钉去除；

10、精加工纵向贴合面上所有精密孔。分别使用加长的带加大前导引的扩孔钻和铰刀将两半机匣纵向贴合面上对应精密孔一次加工到位，对应精密孔的相互位置误差≤Φ0.005mm；

11、将纵向贴合面上精密孔组合精密螺钉，拧紧力矩为15N·m-16N·m；

12、精加工零件其余部位。

采用本发明加工方法所采用的对半机匣组合变形控制技术，对半机匣组合变形控制效果非常好，重复组合精度一致性稳定，对半机匣组合变形和重复组合精度误差≤0.02mm，组合变形控制效果显著。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、两半对半机匣纵向贴合面平面度处理，将粗加工后的两半所述对半机匣以基准面对靠的方式进行平面加工，以保证两半所述对半机匣纵向贴合面的平面度；

b、两半所述对半机匣纵向贴合面上对应螺钉安装孔的相互位置度处理，对对应设置的至少部分所述螺钉安装孔进行精加工，并在精加工的所述螺钉安装孔中配以具有定位圆柱面的螺钉；

c、按照预设的优化装配顺序对两半所述对半机匣纵向贴合面的螺钉安装孔装配所述螺钉；

d、两半所述对半机匣组装形成整体压气机机匣。

2.根据权利要求1所述的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，

所述步骤a中两半所述对半机匣纵向贴合面平面度处理包括以下步骤：

粗加工两半所述对半机匣的纵向贴合面以及两半所述对半机匣纵向两端沿横向布置的前后法兰的前后法兰面，纵向贴合面单边留0.1mm-0.3mm余量；

加工两半所述对半机匣的其余部分，消除喷涂变形，在前后所述法兰面以及两半所述对半机匣的流道面单边留0.1mm-0.5mm余量；

将两半所述对半机匣分解，以两半所述对半机匣的纵向贴合面相互支靠，磨平两半所述对半机匣至少一端的所述法兰面；

将磨平的两半所述对半机匣的所述法兰面相互支靠，磨平两半所述对半机匣的纵向贴合面。

3.根据权利要求2所述的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，以两半所述对半机匣纵向贴合面相互支靠，然后磨平两半所述对半机匣的后法兰面，所述后法兰面的平面度≤0.02mm。

4.根据权利要求2所述的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，以两半所述对半机匣的后法兰面相互支靠，然后磨平纵向贴合面，所述纵向贴合面的平面度≤0.03mm。

5.根据权利要求2所述的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，

所述步骤b中两半所述对半机匣纵向贴合面上对应所述螺钉安装孔的相互位置度处理包括以下步骤：

在两半所述对半机匣纵向贴合面相应位置粗加工纵向贴合面上的所述螺钉安装孔；

组合两半所述对半机匣；

精加工纵向贴合面上所有所述螺钉安装孔；

将具有定位圆柱面的螺钉组装到纵向贴合面上的精加工的所述螺钉安装孔中。

6.根据权利要求5所述的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，

所述螺钉安装孔包含有精加工的所述螺钉安装孔和非精加工的所述螺钉安装孔，精加工的所述螺钉安装孔为精密孔，非精加工的所述螺钉安装孔为非精密孔，

粗加工纵向贴合面螺钉安装孔包括：

精密孔直径留0.2mm-0.5mm余量，靠近至少一端所述法兰面的四处所述精密孔位置度要求≤Φ0.04mm，非精密孔加工到位。

7.根据权利要求6所述的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，

组合两半所述对半机匣包括：

在精加工工序磨平纵向贴合面后，组合两半所述对半机匣，先将纵向贴合面上靠近至少一端所述法兰面的四处所述精密孔组合精密螺钉，然后将所述非精密孔组合螺钉并拧紧，最后将靠近两半所述对半机匣的大端面的四处所述精密孔的螺钉去除。

8.根据权利要求7所述的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，

精加工纵向贴合面上所有所述螺钉安装孔包括：

分别使用足够长度的带加大前引导的扩孔钻和铰刀将两半所述对半机匣纵向贴合面上对应所述精密孔一次加工到位，对应所述精密孔的相互位置误差≤Φ0.005mm。

9.根据权利要求2所述的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，

步骤c包括以下步骤：

将两半所述对半机匣的至少一端所述法兰面朝下放置在着色平板上准备组合；

以从下往上左右交替的优化装配顺序对纵向贴合面上的螺钉安装孔装配螺钉，但不拧紧；

将剩余孔组装螺钉，但不拧紧；

以从下往上左右交替的优化装配顺序拧紧所有螺钉，拧紧力矩为15N·m-16N·m。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的航空发动机的压气机对半机匣的加工方法，其特征在于，所述步骤a中的基准面对靠采用点支靠。