CN113369617A - 一种整流器组件加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整流器组件加工方法，将整流器组件在满足设计要求的前提下，分别对整流器外环和整流器叶片进行预留余量加工，再利用储能点焊、冲窝、真空钎焊等工艺将整流器外环和整流器叶片固定融为一体，最后进行机械加工成形，满足设计尺寸要求。

Description

一种整流器组件加工方法

技术领域

本发明属于航空发动机整流器加工技术领域，涉及铁基高温合金材料类T型缘板静子叶片整流器加工方法的改进，具体为一种整流器组件加工方法。

背景技术

随着我国航空工业的发展，对发动机的性能要求也不断提高，整流器是航空发动机压气机静子的重要部件，其制造精度直接影响压气机的工作性能和效率。

大型航空发动机具有直径大、相邻叶片空间敞开性好等特点，加工制造也比较容易。然而，对于小型发动机而言，整流器的直径小、各叶片紧密排列，空间敞开性差，整体加工非常困难、容易变形。

发明内容

针对小型发动机整流器整体加工非常困难、容易变形的问题，本发明的目的在于提供一种整流器组件加工方法，通过对整流器叶片和整流器外环采用预留余量，钎焊后组合加工最终成型。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种整流器组件加工方法，包括如下步骤：

S1、将整流器叶片装配在整流器外环上，所述整流器叶片的缘板预留余量，整流器外环预留余量；

S2、使用储能点焊对整流器叶片和整流器外环进行定位，使用冲窝工艺将整流器叶片和整流器外环紧密配合在一起；

S3、对整流器叶片和整流器外环进行钎焊处理；

S4、向整流器外环浇注低熔点合金，冷却后车加工，去除预留的余量。

进一步的，所述整流器外环材料为GH2150铁基高温合金材料。

进一步的，所述整流器叶片材料为GH2150A铁基高温合金材料。

进一步的，S1中，在所述整流器叶片与整流器外环装配前，先将整流器叶片的叶型及内流道加工到最终尺寸。

进一步的，S1中，所述整流器叶片的缘板预留余量为：缘板宽度方向留有5mm组合加工余量，缘板其余位置留有1mm加工余量。

进一步的，S1中整流器叶片装配在整流器外环之前进行模拟计算，若整流器叶片与整流器外环之间的间隙大于0.1mm时，则使用储能点焊方式，在整流器叶片的叶背侧缘板度面两个凸台处点焊0.05mm的镍片，外缘板背面槽点焊0.05mm的镍片。

进一步的，S3中，用钎料B-Ni52MnCoNbSi(Fe,B)-S进行钎焊。

进一步的，S4中，冷却后车加工时，先加工进气侧缘板和叶尖，之后再加工排气侧缘板，去除预留的余量。

进一步的，S4中，去除预留的余量后，进行钳修、钻孔、切断工序。

进一步的，S1中整流器叶片装配在整流器外环之前，先对整流器叶片和整流器外环进行钳修，并使用无纺布蘸丙酮擦拭钳修部位。

本发明的有益效果如下：

1)本发明实施例提供的整流器组件加工方法，通过整流器单件结构的重新设计和组合加工余量预留，解决了因钎焊、真空时效等工艺引起的零件变形导致设计尺寸无法保证的问题。

2)本发明实施例提供的整流器组件加工方法，工艺设计合理，便于现场操作实施，解决了因航空发动机整流叶片规格尺寸较小而无法进行整体加工方案的问题。

3)本发明实施例提供的整流器组件加工方法，通过钎焊后对整流器组件浇注低熔点合金固定，并安排数控立车对整流器进、排气侧缘板进行组合加工，克服了零件装夹困难(硬装夹)及加工过程中易变形等问题。

4)本发明实施例提供的整流器组件加工方法，成功应用于一种发动机七、八级整流器的加工过程中，加工过程可控，加工效果良好，达到图纸设计要求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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为本发明实施例中，整流器叶片和整流器外环装配后的示意图(带余量)。

图2为本发明实施例中，整流器外环结构示意图(带余量)。

图3为本发明实施例中，整流器叶片结构示意图(带余量)。

图4为本发明实施例中，整流器最终加工后的成型结构示意图。

图5为本发明实施例中，整流器叶片叶背侧缘板度面及外缘板背面槽点焊示意图。

图6为本发明实施例中，整流器得进、排气侧缘板车加工示意图。

其中：1整流器外环；2整流器叶片；21整流器叶片的加工余量；22内流道；23叶型；3钎料；5叶背侧缘板度面两个凸台；6外缘板背面槽；7进气侧缘板；8排气侧缘板；9叶尖。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

本发明实施例提供了一种整流器组件加工方法，将整流器组件在满足设计要求的前提下，分别对整流器外环和整流器叶片进行预留余量加工，再利用储能点焊、冲窝、真空钎焊等工艺将整流器外环和整流器叶片固定融为一体，最后进行机械加工成形，满足设计尺寸要求。

步骤1，带有加工余量的整流器单件零件准备：

整流器外环1的零件结构详见图2。整流器外环1的材料为铁基高温合金材料，材料牌号为GH2150，硬度HB/d＝3.65～3.15，整流器外环1采用预留余量设计加工，预留余量的结构不限，标准为：能够使带余量的整流器叶片2安装在整流器外环1上。

整流器叶片2的结构详见图3。整流器叶片2的材料为铁基高温合金材料，材料牌号为GH2150A，硬度HB/d＝3.6～3.2，整流器叶片2加工时，需要将整流器叶片2的叶型23及内流道22加工到最终尺寸，整流器叶片2的缘板留有加工余量21，具体为：宽度方向留有5mm组合加工余量，其余留有1mm加工余量(在钎焊后组合加工成形)。

步骤2，储能点焊：

首先用无纺布蘸丙酮擦拭零件的钳修部位，根据修配试装情况，对缘板间隙大于0.1mm的整流器叶片2，用储能点焊机在整流器叶片的叶背侧缘板度面两个凸台5处，点焊厚度为0.05mm的镍片。外缘板背面槽6处点焊厚度为0.05mm的镍片，点焊位置如图5所示。

步骤3，将整流器叶片2与整流器外环1进行修配、定位：

首先在焊接夹具上，按配组要求，根据记录的组件中单件的顺序号依次装配整流器叶片2，保证叶片与叶片之间的间隙不大于0.10mm，相邻整流器叶片2的内缘板的流道面高低差小于0.1mm，之后采用储能点焊方法对安装缺口处叶片缘板进行焊接，再通过冲窝工艺保证整流器叶片2与整流器外环1紧密配合、不松动。

步骤4，钎焊后检查焊缝并进行时效处理：

用钎料3(B-Ni52MnCoNbSiFe,B)-S)钎焊，按发动机相关标准要求对钎焊质量进行超声波探伤检查。验收要求如下：

a.采用水浸探伤检查时整圈整流器叶片2的缘板与整流器外环1之间的钎着率≥60％。

b.每个整流器叶片2的缘板与整流器外环1之间的钎着率≥50％，允许有3个不连续的整流器叶片2钎着率不低于30％。

c.焊料不允许流淌到整流器叶片2表面，保持内流道光滑平整。

高温时效：780℃～830℃，保温5h，空冷650℃～730℃，保温16h，空冷。需保证零件硬度H(d)＝3.6～3.2。

步骤5，浇注低溶点合金后车加工进气侧缘板7、排气侧缘板8和叶尖9：

该步骤分两次完成，夹具装夹在转台上，找正进气边外圆跳动不大于0.05，进气边端面平面度不大于0.05。先加工进气侧缘板7和叶尖9，之后再完成排气侧缘板8加工。车加工进、排气侧缘板示意图如图6所示。整流器最终加工后成型结构示意图，如图4所示。

步骤6，完成钳修、钻孔、切断等辅助工序并检验入库：

发动机整流器加工工艺流程原理简化为：准备→修配→清洗→储能点焊→装配→定位焊→冲窝→标记→检验→钎焊→真空时效→装配→浇注低熔点合金→车进气侧缘板和叶尖→熔化低熔点合金→装配→浇注低熔点合金→车排气侧缘板→熔化低熔点合金→除污染→标记→钳修→检验→钻孔→切断→钳修→除污染→检验→入库。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种整流器组件加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将整流器叶片装配在整流器外环上，所述整流器叶片的缘板预留余量，整流器外环预留余量；

S2、使用储能点焊对整流器叶片和整流器外环进行定位，使用冲窝工艺将整流器叶片和整流器外环紧密配合在一起；

S3、对整流器叶片和整流器外环进行钎焊处理；

S4、向整流器外环浇注低熔点合金，冷却后车加工，去除预留的余量。

2.根据权利要求1所述的整流器组件加工方法，其特征在于，所述整流器外环材料为GH2150铁基高温合金材料。

3.根据权利要求1所述的整流器组件加工方法，其特征在于，所述整流器叶片材料为GH2150A铁基高温合金材料。

4.根据权利要求1所述的整流器组件加工方法，其特征在于，S1中，在所述整流器叶片与整流器外环装配前，先将整流器叶片的叶型及内流道加工到最终尺寸。

5.根据权利要求1所述的整流器组件加工方法，其特征在于，S1中，所述整流器叶片的缘板预留余量为：缘板宽度方向留有5mm组合加工余量，缘板其余位置留有1mm加工余量。

6.根据权利要求1所述的整流器组件加工方法，其特征在于，S1中整流器叶片装配在整流器外环之前进行模拟计算，若整流器叶片与整流器外环之间的间隙大于0.1mm时，则使用储能点焊方式，在整流器叶片的叶背侧缘板度面两个凸台处点焊0.05mm的镍片，外缘板背面槽点焊0.05mm的镍片。

7.根据权利要求1所述的整流器组件加工方法，其特征在于，S3中，用钎料B-Ni52MnCoNbSi(Fe,B)-S进行钎焊。

8.根据权利要求1所述的整流器组件加工方法，其特征在于，S4中，冷却后车加工时，先加工进气侧缘板和叶尖，之后再加工排气侧缘板，去除预留的余量。

9.根据权利要求1所述的整流器组件加工方法，其特征在于，S4中，去除预留的余量后，进行钳修、钻孔、切断工序。

10.根据权利要求1所述的整流器组件加工方法，其特征在于，S1中整流器叶片装配在整流器外环之前，先对整流器叶片和整流器外环进行钳修，并使用无纺布蘸丙酮擦拭钳修部位。

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