CN103737266B - 一种航空涡扇发动机后轴颈的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，属于航空发动机用零件的精密加工技术领域，该方法包括以下步骤：坯件加工→粗加工→探伤→半精加工→表面腐蚀→热处理→精加工→五轴加工→外圆研磨→清洗检测→加工完成。本发明提供的加工方法，通过分工序多工步的加工和检测，保证在加工过程中能及时发现问题，控制变形和利于发现零件模锻坯件的缺陷，更能快速的做出解决和处理问题的方案，保证产品的加工效率和质量。且采用模锻件能保证零件强度和节约材料；此外，采用分工序多工步的加工和检测，也有利于控制产品缺陷导致的生产成本过高；还便于设计专用量具和夹具，保证零件加工效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机用零件的精密加工技术领域，具体涉及一种航空涡扇发动机后轴颈的加工方法。
背景技术
在国内某型号的航空涡扇发动机中，如图1所示的后轴颈是该型号发动机中的一种零件，其是保障该发动机安全稳定运行的重要零件，为了满足航空领域的高强度、轻量化的设计要求，后轴颈多采用高强度、耐磨损、耐腐蚀的铝合金、钛合金或高温合金的锻件制造。
为了保证成品后轴颈具有超高的强度和耐磨损性能，目前所采用的加工材料一般是GH4698高温合金，其硬度达到HB293～341，由于该类材料的高硬度使得其成为一种较难加工的材料。由图1可知，后轴颈属于一种形状复杂，壁厚较薄的盘轴类零件，其加工过程一般采用切削加工。其切削加工过程存在切削力度大、切削温度高、塑性大、刀具易磨损等特性。由于这些特性，切削高温合金的刀具材料应具有高强度、高硬度、良好的耐磨性和韧性、高的导热性和抗粘接能力等。但目前市面上的车削刀具无法满足上述所有特性，使得该类零件的加工变得比较困难，若采用传统的刀具进行加工，由于加工高温合金切削力大，切削温度高并集中在刀刃附近，容易产生崩刃和塑性变形现象，导致加工成本的升高；且由于该零件属于薄壁的盘轴类零件，传统的加工过程中，其加工变形尤其是车削过程中变形不易控制，会产生较多的次品或废品，严重影响成品质量和生产效率。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，以解决传统后轴颈加工过程所存在的崩刃、塑性变形、加工成本高、变形量不易控制、加工精度低以及效率低等问题。
本发明的目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，该方法包括以下步骤：
A、坯件加工：采用模锻加工出坯件，划线检查坯件各处尺寸，判定坯件是否合格并划加工参考线；
B、粗加工：分别夹持坯件左端和右端外侧管壁并校正内孔，粗车坯件右端和左端的外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料；
C、探伤：采用超声波探伤仪进行检测，发现零件缺陷和判定零件质量；
D、半精加工：采用专用芯轴内孔定位装夹，分别半精车坯件外圆型面、外圆面上环槽型面、端面以及半精镗坯件内孔；
E、表面腐蚀：采用酸碱溶液进行表面腐蚀处理，发现零件加工表面缺陷，判定质量；
F、热处理：调质和时效稳定处理，去除加工应力并稳定晶相组织，减小变形量；
G、精加工：用专用外圆面夹具定位夹持零件，精车零件内、外圆型面、环槽型面、内螺纹和端面；
H、五轴加工：专用夹具装夹定位，钻加工零件各处过油孔，铣加工零件各处齿槽；
I、外圆研磨：将去除毛刺的零件用专用芯轴装夹定位，磨外圆面并靠磨端面保证图样要求，通过研磨保证零件尺寸和粗糙度；
J、清洗检测：用清洗剂清洗研磨后的零件，清洗完成后荧光检查，发现零件缺陷并判定零件质量；
K、加工完成：清洗检测合格后再次清洗零件，最后油封入库。
所述步骤B分为以下步骤：
b1：夹持坯件左端外侧管壁，粗车坯件右端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料；
b2：夹持坯件右端外侧管壁，校正内孔，粗车坯件左端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料。
所述步骤D分为以下步骤：
d1：专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件右端外圆型面、外圆面上环槽型面和端面；
d2：调头专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件左端外圆型面和端面；
d3：专用外圆面夹具定位装夹，校正端面，半精镗坯件内孔。
所述步骤G分为以下步骤：
g1：用专用外圆面夹具定位夹持零件左端外圆，精车右端内、外圆型面、环槽型面、内螺纹和端面；
g2：用专用外圆面夹具定位夹持零件右端外圆，精车左端内、外圆型面和端面。
所述步骤B中，每个加工单面留加工余量2mm。
所述步骤D中，每个加工单面留加工余量0.3mm～0.4mm。
所述步骤g1中，外圆面留加工余量0.1mm～0.15mm。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，通过分工序多工步的加工和检测，保证在加工过程中能及时发现问题，控制变形和利于发现零件模锻坯件的缺陷，更能快速的做出解决和处理问题的方案，保证产品的加工效率和质量。且采用模锻件能保证零件强度和节约材料；此外，采用分工序多工步的加工和检测，也有利于控制产品缺陷导致的生产成本过高；还便于设计专用量具和夹具，保证零件加工效率和质量。
附图说明
图1是后轴颈的结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
需加工如图1所示的后轴颈零件时，其材料为GH4698高温合金，硬度达到HB293～341，加工过程包括如下实施例：
实施例1：采用模锻将GH4698合金加工出坯件，划线检查坯件各处尺寸，判定坯件是否合格并划加工参考线。粗加工：夹持坯件左端外侧管壁，粗车坯件右端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料；夹持坯件右端外侧管壁，校正内孔，粗车坯件左端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料，每个加工单面留加工余量2mm。探伤：采用超声波探伤仪进行检测，发现零件缺陷和判定零件质量。半精加工：专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件右端外圆型面、外圆面上环槽型面和端面；调头专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件左端外圆型面和端面；专用外圆面夹具定位装夹，校正端面，半精镗坯件内孔；每个加工单面留加工余量0.35mm。清洗及表面处理：采用酸碱溶液进行表面腐蚀处理，发现零件加工表面缺陷，判定质量；调质和时效稳定处理，去除加工应力并稳定晶相组织，减小变形量。精加工：用专用外圆面夹具定位夹持零件左端外圆，精车右端内、外圆型面、环槽型面、内螺纹和端面，外圆面留加工余量0.1mm；用专用外圆面夹具定位夹持零件右端外圆，精车左端内、外圆型面和端面。五轴加工：专用夹具装夹定位，钻加工零件各处过油孔，铣加工零件各处齿槽。外圆研磨：将去除毛刺的零件用专用芯轴装夹定位，磨外圆面并靠磨端面保证图样要求，通过研磨保证零件尺寸和粗糙度。清洗检测：用清洗剂清洗研磨后的零件，清洗完成后荧光检查，发现零件缺陷并判定零件质量；清洗检测合格后再次清洗零件，最后油封入库。
实施例2：采用模锻将GH4698合金加工出坯件，划线检查坯件各处尺寸，判定坯件是否合格并划加工参考线。粗加工：夹持坯件左端外侧管壁，粗车坯件右端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料；夹持坯件右端外侧管壁，校正内孔，粗车坯件左端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料，每个加工单面留加工余量2mm。探伤：采用超声波探伤仪进行检测，发现零件缺陷和判定零件质量。半精加工：专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件右端外圆型面、外圆面上环槽型面和端面；调头专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件左端外圆型面和端面；专用外圆面夹具定位装夹，校正端面，半精镗坯件内孔；每个加工单面留加工余量0.35mm。清洗及表面处理：采用酸碱溶液进行表面腐蚀处理，发现零件加工表面缺陷，判定质量；调质和时效稳定处理，去除加工应力并稳定晶相组织，减小变形量。精加工：用专用外圆面夹具定位夹持零件左端外圆，精车右端内、外圆型面、环槽型面、内螺纹和端面，外圆面留加工余量0.13mm；用专用外圆面夹具定位夹持零件右端外圆，精车左端内、外圆型面和端面。五轴加工：专用夹具装夹定位，钻加工零件各处过油孔，铣加工零件各处齿槽。外圆研磨：将去除毛刺的零件用专用芯轴装夹定位，磨外圆面并靠磨端面保证图样要求，通过研磨保证零件尺寸和粗糙度。清洗检测：用清洗剂清洗研磨后的零件，清洗完成后荧光检查，发现零件缺陷并判定零件质量；清洗检测合格后再次清洗零件，最后油封入库。
实施例3：采用模锻将GH4698合金加工出坯件，划线检查坯件各处尺寸，判定坯件是否合格并划加工参考线。粗加工：夹持坯件左端外侧管壁，粗车坯件右端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料；夹持坯件右端外侧管壁，校正内孔，粗车坯件左端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料，每个加工单面留加工余量2mm。探伤：采用超声波探伤仪进行检测，发现零件缺陷和判定零件质量。半精加工：专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件右端外圆型面、外圆面上环槽型面和端面；调头专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件左端外圆型面和端面；专用外圆面夹具定位装夹，校正端面，半精镗坯件内孔；每个加工单面留加工余量0.5mm。清洗及表面处理：采用酸碱溶液进行表面腐蚀处理，发现零件加工表面缺陷，判定质量；调质和时效稳定处理，去除加工应力并稳定晶相组织，减小变形量。精加工：用专用外圆面夹具定位夹持零件左端外圆，精车右端内、外圆型面、环槽型面、内螺纹和端面，外圆面留加工余量0.15mm；用专用外圆面夹具定位夹持零件右端外圆，精车左端内、外圆型面和端面。五轴加工：专用夹具装夹定位，钻加工零件各处过油孔，铣加工零件各处齿槽。外圆研磨：将去除毛刺的零件用专用芯轴装夹定位，磨外圆面并靠磨端面保证图样要求，通过研磨保证零件尺寸和粗糙度。清洗检测：用清洗剂清洗研磨后的零件，清洗完成后荧光检查，发现零件缺陷并判定零件质量；清洗检测合格后再次清洗零件，最后油封入库。
Claims (7)
1.一种航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
A、坯件加工：采用模锻加工出坯件，划线检查坯件各处尺寸，判定坯件是否合格并划加工参考线；
B、粗加工：分别夹持坯件左端和右端外侧管壁并校正内孔，粗车坯件右端和左端的外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料；
C、探伤：采用超声波探伤仪进行检测，发现零件缺陷和判定零件质量；
D、半精加工：采用专用芯轴内孔定位装夹，分别半精车坯件外圆型面、外圆型面上环槽型面、端面以及半精镗坯件内孔；
E、表面腐蚀：采用酸碱溶液进行表面腐蚀处理，发现零件加工表面缺陷，判定质量；
F、热处理：调质和时效稳定处理，去除加工应力并稳定晶相组织，减小变形量；
G、精加工：用专用外圆面夹具定位夹持零件，精车零件内、外圆型面、环槽型面、内螺纹和端面；
H、五轴加工：专用夹具装夹定位，钻加工零件各处过油孔(1)，铣加工零件各处齿槽(2)；
I、外圆研磨：将去除毛刺的零件用专用芯轴装夹定位，磨外圆型面并靠磨端面保证图样要求，通过研磨保证零件尺寸和粗糙度；
J、清洗检测：用清洗剂清洗研磨后的零件，清洗完成后荧光检查，发现零件缺陷并判定零件质量；
K、加工完成：清洗检测合格后再次清洗零件，最后油封入库。
2.根据权利要求1所述的航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，其特征在于：所述步骤B分为以下步骤：
b1：夹持坯件左端外侧管壁，粗车坯件右端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料；
b2：夹持坯件右端外侧管壁，校正内孔，粗车坯件左端外圆型面和端面，粗镗内孔，去除余料。
3.根据权利要求1所述的航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，其特征在于：所述步骤D分为以下步骤：
d1：专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件右端外圆型面、外圆型面上环槽型面和端面；
d2：调头专用芯轴内孔定位装夹，半精车坯件左端外圆型面和端面；
d3：专用外圆面夹具定位装夹，校正端面，半精镗坯件内孔。
4.根据权利要求1所述的航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，其特征在于：所述步骤G分为以下步骤：
g1：用专用外圆面夹具定位夹持零件左端外圆，精车右端内、外圆型面、环槽型面、内螺纹和端面；
g2：用专用外圆面夹具定位夹持零件右端外圆，精车左端内、外圆型面和端面。
5.根据权利要求1所述的航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，其特征在于：所述步骤B中，每个加工单面留加工余量2mm。
6.根据权利要求1所述的航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，其特征在于：所述步骤D中，每个加工单面留加工余量0.3mm～0.4mm。
7.根据权利要求4所述的航空涡扇发动机后轴颈的加工方法，其特征在于：所述步骤g1中，外圆型面留加工余量0.1mm～0.15mm。
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