CN114310497A - 一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法 - Google Patents
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Abstract
一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，属于燃气轮机蜂窝密封组件加工技术领域，包括如下步骤：步骤一：准备蜂窝零件；步骤二：准备填料，将填料加热使其融化至液态；步骤三：将液态填料充分填满蜂窝网格中，去除多余气体；步骤四：常温常压自然冷却填料使其恢复至固体状态；步骤五：清理蜂窝周围填料残渣；步骤六：充满填料的蜂窝环通过数控加工中心配上磨头进行整体磨削加工；步骤七：去除蜂窝填料；步骤八：人工清理残余填料。该方法保证了蜂窝加工精度，提高蜂窝加工效率，且在加工过程中防止蜂窝产生损坏。
Description
技术领域
本发明属于燃气轮机蜂窝密封组件加工技术领域，尤其涉及一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法。
背景技术
蜂窝结构主要用于燃气轮机的封严部件中，是将很薄的耐高温抗氧化腐蚀的金属箔片钎焊成节距为0.8mm-3.2mm的蜂窝状并安装在机匣内护环的内侧壁面，与加工在动叶片上的气封齿配套使用，实现气封功能。
蜂窝密封组件是由多个蜂窝块组成环形，由于蜂窝的密封作用，对蜂窝组合后的精度要求非常高，需要对环形蜂窝件进行整体加工，以保证蜂窝的尺寸及精度。
由于蜂窝的结构特点，蜂窝直接组合加工会对蜂窝结构造成损坏，容易产生脱落、撕裂、蜂窝本体局部容易发生倒伏现象，且加工效率较低。目前行业内多用电火花的工艺方法对蜂窝进行加工，这种加工工艺是再加工过程中，让工具和工件之间产生脉冲性电火花放电，通过放电过程中出现的高温将金属蚀除下来。（引用《航空发动机零件电火花加工工艺分析》）电火花加工蜂窝存在着电极损耗快，加工效率低，很难获得良好的蜂窝环表面以保证整体精度，且对电流控制要求较高，电流过小难以保证尺寸，电流过大会使工件烧伤。另外，传统电火花加工方法所用平台一般都较小，加工尺寸较大蜂窝需定制专用平台。并且传统电火花加工蜂窝工艺工作效率低、加工精度低。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提出一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，保证了蜂窝加工精度，提高蜂窝加工效率，且在加工过程中防止蜂窝产生损坏。
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，包括如下步骤：
步骤一：准备蜂窝零件；
步骤二：准备填料，将填料加热使其融化至液态；
步骤三：将液态填料充分填满蜂窝网格中，去除多余气体；
步骤四：常温常压自然冷却填料使其恢复至固体状态；
步骤五：清理蜂窝周围填料残渣；
步骤六：充满填料的蜂窝环通过数控加工中心配上磨头进行整体磨削加工；
步骤七：去除蜂窝填料；
步骤八：人工清理残余填料。
进一步地，所述步骤一中准备蜂窝零件，所述蜂窝零件通过丙酮或酒精清洗，晾干。
进一步地，所述步骤二中加热温度为160℃。
进一步地，所述步骤二中填料为溶于水，并且加热后为液态，冷却后为固态的添加剂。
进一步地，所述填料为颗粒状碳酰胺。
进一步地，所述步骤三中去除多余气体具体为将充分填满液态填料的蜂窝网格置于真空箱内，通过真空泵进行抽真空。
进一步地，所述步骤五中清理蜂窝周围填料残渣，整体加工蜂窝环时防止周围残渣造成蜂窝块互相干涉。
进一步地，所述步骤七：去除蜂窝填料具体为采用水洗的方式去除。
本发明的有益效果是：本发明通过向蜂窝网格中填充填料，使原有蜂窝结构得到加固，在加工时可有效防止蜂窝产生脱落、撕裂、倒伏等现象。填料无毒、无害、非易燃易爆品，且溶于水，在磨削加工完成后可通过简单介质就能将其填料清理掉。对比传统电火花加工蜂窝工艺，该加工方法具有工作效率高、加工精度高，具备在线测量的手段等优点。另外，本发明的加工方法可选用常规数控加工中心平台进行加工；对于重型燃气轮机尺寸更大的蜂窝整体加工，还可以选用在数控龙门机床平台进行加工。
附图说明
图1为待磨削加工的蜂窝结构示意图；
图2为图1A向蜂窝网格结构示意图；
图3为填料后的蜂窝示意图；
图4为蜂窝加工示意图。
图中部件：1为数控加工中心装夹主轴、2为合金磨头、3为数控加工中心平台、4为灌满填料待磨削加工的蜂窝、5为装夹蜂窝工装。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，包括如下步骤：
步骤一：准备蜂窝零件；所述步骤一中准备蜂窝零件，所述蜂窝零件通过丙酮或酒精清洗，晾干。
步骤二：准备填料，将填料加热使其融化至液态；所述步骤二中加热温度为160℃。所述步骤二中填料为溶于水，并且加热后为液态，冷却后为固态的添加剂。所述填料为颗粒状碳酰胺。
步骤三：将液态填料充分填满蜂窝网格中，去除多余气体；所述步骤三中去除多余气体具体为将充分填满液态填料的蜂窝网格置于真空箱内，通过真空泵进行抽真空。
步骤四：常温常压自然冷却填料使其恢复至固体状态；
步骤五：清理蜂窝周围填料残渣；所述步骤五中清理蜂窝周围填料残渣，整体加工蜂窝环时防止周围残渣造成蜂窝块互相干涉。
步骤六：充满填料的蜂窝环通过数控加工中心配上磨头进行整体磨削加工；
步骤七：去除蜂窝填料；所述步骤七：去除蜂窝填料具体为采用水洗的方式去除。
步骤八：人工清理残余填料。
实施例1
本发明的一种蜂窝填料加工方法，包括以下步骤：
步骤一：准备清洗过的蜂窝零件。所述蜂窝零件经丙酮或酒精清洗，晾干。如图1所示，为待磨削加工的蜂窝结构，其结构为蜂窝块与蜂窝平板通过钎焊工艺焊接。如图2所示，为蜂窝网格结构图，一般蜂窝节距为0.8mm-3.2mm，呈正六边形，蜂窝网格通过0.05mm厚高温合金薄片通过成型互相点焊在一起。
步骤二：准备好填料。选用的填料为颗粒状碳酰胺，即尿素，将碳酸胺。加热至一定温度，使其融化至液态。加热温度在160℃左右，加热时间至填料完全融解为止。
步骤三：将液态碳酸胺填料填满蜂窝网格中，对其整体抽真空。其特征在于让填料充分填满蜂窝网格中。抽真空方式采用真空箱通过真空泵进行抽真空，去除其中的气体。如图3所示，是将液态碳化胺填料灌入蜂窝网格中，灌入填料后蜂窝整体抽真空，去除内部空气。本发明采用尿素又叫碳酸胺，是因为其为最简单的有机化合物之一，便于保存，使用方便，最重要的是有溶于水的物理特性，方便后续清理，并且环保。抽真空是指将尿素和蜂窝所处真空环境下，由于蜂窝网格尺寸较小，限制了液态尿素自流性，这样做其目的在于通过真空环境下抽取蜂窝网格中残留的气体，使液态尿素充分填满蜂窝网格，加强其结构强度，保证加工过程中蜂窝不产生倒伏等现象。
步骤四：常温常压自然冷却填料使其恢复至固体状态。此时填料以固体状态填满蜂窝网格，蜂窝结构变得坚固，使碳化胺凝固成固态镶嵌蜂窝网格中。
步骤五：人工清理蜂窝周围填料残渣。整体加工蜂窝环时防止周围残渣造成蜂窝块互相干涉。
步骤六：充满填料的蜂窝环通过数控加工中心配上专用磨头进行整体磨削加工。数控加工中心加工精度高，专用磨头进给量少，保证通过填料加固后的蜂窝在加工时不损坏蜂窝结构。如图4所示，是蜂窝加工整体图，其中数控加工中心装夹主轴1，合金磨头2，数控加工中心平台3，灌满填料待磨削加工的蜂窝4，装夹蜂窝工装5。将装夹好蜂窝的工装放置平台上夹紧固定，通过数控加工中心高速旋转磨头并移动，精确磨削蜂窝网格，至需要的蜂窝尺寸。
步骤七：水洗蜂窝填料。磨削后的蜂窝通过水洗将蜂窝填料洗干净，碳酸胺化学特性溶于水，水洗可将填料溶解并脱离蜂窝。具体方法是将蜂窝环从涡轮盘中拆卸下来，将每一个蜂窝块放入温水槽中，静置10分钟后搅拌槽中温水，待填料完全溶解于水后将蜂窝块取出。水溶解中水介质采用温水，这样可以提高水与固态填充物即尿素的溶解效率，水溶解的好处在于介质简单，无需复杂设备就可以完成填充物的清洗工作。更重要的是整个过程环保，且减少能源消耗。
步骤八：人工清理残余填料，通过毛刷进一步清洗。
本发明通过向蜂窝网格中填充填料，使原有蜂窝结构得到加固，在加工时可有效防止蜂窝产生脱落、撕裂、倒伏等现象。选用填料充分考虑其化学特性：无毒、无害、非易燃易爆品，且溶于水，在磨削加工完成后可通过简单介质就能将其填料清理掉。对比传统电火花加工蜂窝工艺，该加工方法具有工作效率高、加工精度高，具备在线测量的手段，线测量手段是指可以在机床上随时可以测量蜂窝加工尺寸及精度，优点。另外，本发明的加工方法可选用常规数控加工中心平台进行加工；对于重型燃气轮机尺寸更大的蜂窝整体加工，还可以选用在数控龙门机床平台进行加工。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：准备蜂窝零件；
步骤二：准备填料，将填料加热使其融化至液态；
步骤三：将液态填料充分填满蜂窝网格中，去除多余气体；
步骤四：常温常压自然冷却填料使其恢复至固体状态；
步骤五：清理蜂窝周围填料残渣；
步骤六：充满填料的蜂窝环通过数控加工中心配上磨头进行整体磨削加工；
步骤七：去除蜂窝填料；
步骤八：人工清理残余填料。
2.根据权利要求1所述的一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，其特征在于：所述步骤一中准备蜂窝零件，所述蜂窝零件通过丙酮或酒精清洗，晾干。
3.根据权利要求1所述的一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，其特征在于：所述步骤二中加热温度为160℃。
4.根据权利要求1所述的一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，其特征在于：所述步骤二中填料为溶于水，并且加热后为液态，冷却后为固态的添加剂。
5.根据权利要求4所述的一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，其特征在于：所述填料为颗粒状碳酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，其特征在于：所述步骤三中去除多余气体具体为将充分填满液态填料的蜂窝网格置于真空箱内，通过真空泵进行抽真空。
7.根据权利要求1所述的一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，其特征在于：所述步骤五中清理蜂窝周围填料残渣，整体加工蜂窝环时防止周围残渣造成蜂窝块互相干涉。
8.根据权利要求1所述的一种采用填料法磨削加工燃气轮机蜂窝的方法，其特征在于：所述步骤七中去除蜂窝填料具体为采用水洗的方式去除。
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