CN113757167B - 一种离心叶轮长寿命控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涡轴发动机压领域，具体为一种离心叶轮长寿命控制方法。提出根据循环寿命的影响程度，对离心叶轮关键区域进行分级界定，并通过关键区域0.2mm特种工艺控制、优化工艺过程控制和固化工艺，提高了产品合格率和质量稳定性。通过对离心叶轮加工工艺的改进，消除异形内腔、大端型面等关键区域的表面缺陷，优化了应力分布，改进抛光工艺方法、采用磨粒流加工技术，提高了叶轮关键区域围观表面质量，提高了抗疲劳性能，改进钛合金磨削方法，解决轴径端面和内孔磨削烧伤问题等。
Description
技术领域
本发明属于涡轴发动机压领域，具体为一种离心叶轮长寿命控制方法。
背景技术
离心叶轮是中小型涡轴发动机压气机和APU压气机的关键零部件，公司在研的多个型号发动机都有应用。离心叶轮加工是压气机制造的核心技术之一，具有高使用寿命和工作可靠性要求，厂内多年的试验研制，在各方面都积累了一定的工艺知识，但是技术稳定性不高，造成零件合格率低，且表面质量不高，需要反复抛光、返修，增加了大量的人力、物力成本，严重制约零件的使用寿命。
发明内容
提供一种离心叶轮长寿命控制方法，提高离心叶轮加工的稳定性和合格率，实现长寿命、高可靠性的离心叶轮的制造。研制出一套先进的工艺流程，采用多项先进工艺方法，实现了对叶轮表面完整性技术指标的控制，提高了叶轮的抗疲劳性能，形成了相关的工艺规范和操作规范。
技术方案
一种离心叶轮长寿命控制方法，包括以下步骤：
(1)、对离心叶轮单件进行组加工：根据要求按常规方法对离心叶轮单件进行粗加工至规定尺寸；
(2)、对单件进行半精加工、精加工异形孔：根据要求按常规方法对离心叶轮单件进行半精加工至规定尺寸，对异形孔不同区域分参数加工，并对加工参数、刀具进行固化；
(3)、对单件进行精铣叶型加工：单件通过高精度夹具安装在设备上进行叶型精加工至合格，对不同区域参数进行区分，且对加工刀具、加工参数进行固化；
(4)、对单件进行抛光、磨粒流加工：在离心叶轮上划分多个区域，对每个区域分别选取不同的抛光方法加工至规定尺寸，然后对整个叶轮进行磨粒流加工，以达到表面粗糙度要求；
(5)、对单件进行精加工：对单件进行精加工至规定尺寸，对关键区域的加工参数、刀具进行固化，其中针对对磨削加工的位置需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(6)、对单件进行磨削端齿加工：对单件进行磨削端齿至规定尺寸，加工前需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(7)、装配：对离心叶轮单件进行压力装配；
(8)、组件加工：去除单件余量至规定尺寸，对关键区域的加工参数、刀具进行固化，其中针对对磨削加工的位置需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(9)、对组件进行动平衡：对离心叶轮组件进行动平衡，按需对离心叶轮进行去重，直至动平衡满足规定要求；
(10)、最终检验：按图纸进行检验；
进一步的，粗加工、半径加工、精加工基准的传递需要严格控制。
进一步的，叶轮抛光需按照固定需求严格执行，不同区域的抛光采用不同的抛型形式。
进一步的，(4)中磨粒流加工参数按照规范规定严格执行参数要求。
进一步的，(9)中动平衡驱动时采用UG建模机械加工精准驱动。
进一步的，本方法适用于整体开式离心叶轮单件。
进一步的，(3)点中固化具体为数控程序单和操作规范。
进一步的，(3)中叶型里的叶片粗糙度为Ra0.4微米，流道Ra0.8微米。
进一步的，(8)组件加工的时候对叶型的外流道和大段轮廓的粗糙度应小于Ra0.8微米。
技术效果
本发明提供一种离心叶轮长寿命控制方法，提出根据循环寿命的影响程度，对离心叶轮关键区域进行分级界定，并通过关键区域0.2mm特种工艺控制、优化工艺过程控制和固化工艺，提高了产品合格率和质量稳定性。
具体实施方式
通过对离心叶轮加工工艺的改进，消除异形内腔、大端型面等关键区域的表面缺陷，优化了应力分布，改进抛光工艺方法、采用磨粒流加工技术，提高了叶轮关键区域围观表面质量，提高了抗疲劳性能，改进钛合金磨削方法，解决轴径端面和内孔磨削烧伤问题等。
离心叶轮是指轴向进风，径向出风，利用离心力(取决于转速及外径)做功，使得空气提高压力的风轮设备。离心通风机叶轮按叶片角度可以分为前倾风轮、径向风轮、后倾风轮，根据叶轮结构又可以将叶轮划分为多翼式叶轮和分轮两种。
本方法具体如下：
(1)、对离心叶轮单件进行组加工：根据要求按常规方法对离心叶轮单件进行粗加工至规定尺寸；
(2)、对单件进行半精加工、精加工异形孔：根据要求按常规方法对离心叶轮单件进行半精加工至规定尺寸，对异形孔不同区域分参数加工，并对加工参数、刀具进行固化；
(3)、对单件进行精铣叶型加工：单件通过高精度夹具安装在设备上进行叶型精加工至合格，对不同区域参数进行区分，且对加工刀具、加工参数进行固化；
(4)、对单件进行抛光、磨粒流加工：在离心叶轮上划分多个区域，对每个区域分别选取不同的抛光方法加工至规定尺寸，然后对整个叶轮进行磨粒流加工，以达到表面粗糙度要求；
(5)、对单件进行精加工：对单件进行精加工至规定尺寸，对关键区域的加工参数、刀具进行固化，其中针对对磨削加工的位置需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(6)、对单件进行磨削端齿加工：对单件进行磨削端齿至规定尺寸，加工前需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(7)、装配：对离心叶轮单件进行压力装配；
(8)、组件加工：去除单件余量至规定尺寸，对关键区域的加工参数、刀具进行固化，其中针对对磨削加工的位置需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(9)、对组件进行动平衡：对离心叶轮组件进行动平衡，按需对离心叶轮进行去重，直至动平衡满足规定要求；
(10)、最终检验：按图纸进行检验；
进一步的，粗加工、半径加工、精加工基准的传递需要严格控制。
进一步的，叶轮抛光需按照固定需求严格执行，不同区域的抛光采用不同的抛型形式。
进一步的，(4)中磨粒流加工参数按照规范规定严格执行参数要求。
进一步的，(9)中动平衡驱动时采用UG建模机械加工精准驱动，避免手工操作风险。
进一步的，本方法适用于整体开式离心叶轮单件。若是分体离心叶轮则采用其他控制方法进行相应设计。
进一步的，(3)点中固化具体为数控程序单和操作规范。
进一步的，(3)中叶型里的叶片粗糙度为Ra0.4微米，流道Ra0.8微米。
进一步的，(8)组件加工的时候对叶型的外流道和大段轮廓的粗糙度应小于Ra0.8微米。保证精度。
实施例
某大型直升机发动机的第一级离心叶轮加工方法，其实施过程如下：
(1)、对离心叶轮单件进行组加工：根据要求按常规方法对离心叶轮单件进行粗加工至规定尺寸；
(2)、对单件进行半精加工、精加工异形孔：根据要求按常规方法对离心叶轮单件进行半精加工至规定尺寸，对异形孔不同区域分参数加工，并对加工参数、刀具进行固化；
(3)、对单件进行精铣叶型加工：单件通过高精度夹具安装在设备上进行叶型精加工至合格，对不同区域参数进行区分，且对加工刀具、加工参数进行固化；
(4)、对单件进行抛光、磨粒流加工：在离心叶轮上划分多个区域，对每个区域分别选取不同的抛光方法加工至规定尺寸，然后对整个叶轮进行磨粒流加工，以达到表面粗糙度要求；
(5)、对单件进行精加工：对单件进行精加工至规定尺寸，对关键区域的加工参数、刀具进行固化，其中针对对磨削加工的位置需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(6)、对单件进行磨削端齿加工：对单件进行磨削端齿至规定尺寸，加工前需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(7)、装配：对离心叶轮单件进行压力装配；
(8)、组件加工：去除单件余量至规定尺寸，对关键区域的加工参数、刀具进行固化，其中针对对磨削加工的位置需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(9)、对组件进行动平衡：对离心叶轮组件进行动平衡，按需对离心叶轮进行去重，直至动平衡满足规定要求；
(10)、最终检验：按图纸进行检验，符合图纸要求，合格。
Claims (9)
1.一种离心叶轮长寿命控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、对离心叶轮单件进行单件加工：根据要求按常规方法对离心叶轮单件进行粗加工至规定尺寸；
(2)、对单件进行半精加工、精加工异形孔：根据要求按常规方法对离心叶轮单件进行半精加工至规定尺寸，对异形孔不同区域分参数加工，并对加工参数、刀具进行固化；
(3)、对单件进行精铣叶型加工：单件通过高精度夹具安装在设备上进行叶型精加工至合格，对不同区域参数进行区分，且对加工刀具、加工参数进行固化；
(4)、对单件进行抛光、磨粒流加工：在离心叶轮上划分多个区域，对每个区域分别选取不同的抛光方法加工至规定尺寸，然后对整个叶轮进行磨粒流加工，以达到表面粗糙度要求；
(5)、对单件进行精加工：对单件进行精加工至规定尺寸，对关键区域的加工参数、刀具进行固化，其中针对对磨削加工的位置需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(6)、对单件进行磨削端齿加工：对单件进行磨削端齿至规定尺寸，加工前需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(7)、装配：对离心叶轮单件进行压力装配；
(8)、组件加工：去除单件余量至规定尺寸，对关键区域的加工参数、刀具进行固化，其中针对对磨削加工的位置需要在试件上进行烧伤检查合格后方可加工正式件；
(9)、对组件进行动平衡：对离心叶轮组件进行动平衡，按需对离心叶轮进行去重，直至动平衡满足规定要求；
(10)、最终检验：按图纸进行检验。
2.根据权利要求1所述的一种离心叶轮长寿命控制方法，其特征在于，粗加工、半径加工、精加工基准的传递需要严格控制。
3.根据权利要求1所述的一种离心叶轮长寿命控制方法，其特征在于，叶轮抛光需按照固定需求严格执行，不同区域的抛光采用不同的抛型形式。
4.根据权利要求1所述的一种离心叶轮长寿命控制方法，其特征在于，(4)中磨粒流加工参数按照规范规定严格执行参数要求。
5.根据权利要求1所述的一种离心叶轮长寿命控制方法，其特征在于，(9)中动平衡驱动时采用UG建模机械加工精准驱动。
6.根据权利要求1所述的一种离心叶轮长寿命控制方法，其特征在于，本方法适用于整体开式离心叶轮单件。
7.根据权利要求1所述的一种离心叶轮长寿命控制方法，其特征在于，(3)中固化具体为数控程序单和操作规范。
8.根据权利要求1所述的一种离心叶轮长寿命控制方法，其特征在于，(3)中叶型里的叶片粗糙度为Ra0.4微米，流道Ra0.8微米。
9.根据权利要求1所述的一种离心叶轮长寿命控制方法，其特征在于，(8)组件加工的时候对叶型的外流道和大段轮廓的粗糙度应小于Ra0.8微米。
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