CN107214477A - 一种压气机盘加工方法 - Google Patents

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吕文生
顾志勇
曾桃飞
宋秀峰
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Abstract

本发明涉及一种压气机盘加工方法，通过在粗加工后精加工前增加消除应力工序，对精加工切削深度和刀刃角度的限制，并采用自制夹具轴向支撑压紧，实现了零件加工。本发明通过对工序步骤的设定、装夹方式的设计及加工参数的选择，最终使压气机盘型面和止口变形量降低至不足0.005mm，尺寸和形位公差皆满足图纸要求。

Description

一种压气机盘加工方法
技术领域
本发明涉及一种加工方法，尤其是一种压气机盘的加工方法，适用于航空发动机的薄壁、易变形压气机盘的加工。
背景技术
随着世界航空技术的逐步发展，对发动机的使用性能提出了更高的要求。压气机盘是涡扇发动机压气机转子重要组成部分(如图1所示)，对发动机的性能起至关重要的作用。压气机盘为典型的薄壁、易变形件，其壁厚最薄处为止口和型面。现有的加工方法是对淬回火后的毛坯进行简单粗加工，然后直接精加工至最终尺寸。使用此种工艺方法加工的零件，内部留存大量残余应力，由于止口和型面壁厚较薄，精加工后零件自由状态下会因应力释放而产生形变，其变形量大、加工稳定性差，报废率高。所以如何在加工过程中减小变形，保证形位公差要求并且提高加工稳定性是一个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种压气机盘的加工方法，解决现有加工过程中出现的变形量大、加工稳定性差，报废率高的问题。
本发明的技术方案，所述的压气机盘加工方法包括以下步骤：
(1)在完成对零件的粗加工后，对压气机盘两侧止口、端面及型面等薄壁部位进行半精加工，按照图纸尺寸，单边仅保留0.5mm加工余量；
(2)半精加工后进行消除应力：消除应力设备采用真空炉，零件平放入炉，间距≥30mm，保温温度为500±10℃，保温时间为2.5～3h,保温结束后随炉冷却到小于100℃出炉；
(3)研磨定位面：使用普通平面研磨定位面，即对精车基准端面进行研磨，最终使该面的平面度小于0.005mm；
(4)精加工：将零件安装在数控车设备上的自制夹具中，对各部位进行加工，在加工过程中，控制精加工每刀的切削深度，每次切削深度0.05～0.1mm，减小刀片所受阻力，最终至零件要求尺寸情况停止加工；
(5)加工完毕，卸下零件，进行最终检验。
所述的精加工过程中，车削型面选择刀尖翘曲25°的尖刀片。所述的夹具设置有压紧内平面和外端面的压板，实现零件在加工过程中的安装固定；在零件盘面位置设置有若干个高度可调的支撑螺钉，实现在加工盘面过程中的辅助支撑，避免盘面因轴向受力而凹陷。
本发明通过在粗加工后精加工前增加消除应力工序，实现了机加应力完全释放的目的，从而有效避免了精加工过程中受到残余应力影响而变形的现象；通过对精加工切削深度和刀刃角度的限制，避免了零件盘面因切削力和接触面积过大过大而产生的应力变形，实现了刀片应力最小化；采用自制夹具轴向支撑压紧，实现了零件径向受力最小化。综上所述通过对工序步骤的设定、装夹方式的设计及加工参数的选择，最终使压气机盘型面和止口变形量降低至不足0.005mm，尺寸和形位公差皆满足图纸要求。此发明有效的解决了压气机盘变形量大、报废率高、加工不稳定的问题。
附图说明
图1为本发明涉及的压气机盘的结构示意图；
图2为压气机盘安装在夹具上的结构示意图。
具体实施方式
如图所示，所述的压气机盘加工方法包括以下步骤：
(1)在完成对零件的粗加工后，对压气机盘两侧止口、端面及型面等薄壁部位进行半精加工，按照图纸尺寸，单边仅保留0.5mm加工余量；
(2)半精加工后进行消除应力：消除应力设备采用真空炉，零件平放入炉，间距≥30mm，保温温度为500±10℃，保温时间为2.5～3h,保温结束后随炉冷却到小于100℃出炉；
(3)研磨定位面：使用普通平面研磨定位面，即对精车基准端面进行研磨，最终使该面的平面度小于0.005mm；
(4)精加工：将零件安装在数控车设备上的自制夹具1中，对各部位进行加工，在加工过程中，控制精加工每刀的切削深度，每次切削深度0.05～0.1mm，减小刀片所受阻力，最终至零件要求尺寸情况停止加工；
(5)加工完毕，卸下零件，进行最终检验。
所述的精加工过程中，车削型面选择刀尖翘曲25°的尖刀片。所述的夹具1设置有压紧内平面和外端面的压板，实现零件在加工过程中的安装固定；在零件盘面位置设置有若干个高度可调的支撑螺钉2，实现在加工盘面过程中的辅助支撑，避免盘面因轴向受力而凹陷。

Claims (3)

1.一种压气机盘加工方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
1)在完成对零件的粗加工后，对压气机盘两侧止口、端面及型面等薄壁部位进行半精加工，按照图纸尺寸，单边仅保留0.5mm加工余量；
2)半精加工后进行消除应力：消除应力设备采用真空炉，零件平放入炉，间距≥30mm，保温温度为500±10℃，保温时间为2.5～3h,保温结束后随炉冷却到小于100℃出炉；
3)研磨定位面：使用普通平面研磨定位面，即对精车基准端面进行研磨，最终使该面的平面度小于0.005mm；
4)精加工：将零件安装在数控车设备上的自制夹具(1)中，对各部位进行加工，在加工过程中，控制精加工每刀的切削深度，每次切削深度0.05～0.1mm，减小刀片所受阻力，最终至零件要求尺寸情况停止加工；
5)加工完毕，卸下零件，进行最终检验。
2.如权利要求1所述的压气机盘加工方法，其特征在于，所述的精加工过程中，车削型面选择刀尖翘曲25°的尖刀片。
3.如权利要求1所述的压气机盘加工方法，其特征在于，所述的夹具(1)设置有压紧内平面和外端面的压板，实现零件在加工过程中的安装固定；在零件盘面位置设置有若干个高度可调的支撑螺钉(2)，实现在加工盘面过程中的辅助支撑，避免盘面因轴向受力而凹陷。
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