CN115415734B - 一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械修复技术领域，公开了一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法，通过对存在偏差直径尺寸的整体叶盘止口部位进行预车削加工，并对止口部位进行涂层设计，在不引起零件变形的同时，使得实现零件基体“长肉”功能，并在涂层中根据直径尺寸进行修复加工，完成偏差直径尺寸的整体叶盘修复工作，该方法实现了尺寸满足设计装配、互换要求的同时也可满足其强度、寿命等使用要求，提高了产品的使用价值，节省了生产成本和周期，避免了浪费，具有较高的经济实用价值和重要的推广应用意义。

Description

一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法

技术领域

本发明涉及机械修复技术领域，具体为一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法。

背景技术

航空发动机整体叶盘在装配时通常为过盈配合，其直径尺寸精度高，且加工周期长、价值高，在产品制造过程中存在由各种原因引起配合精密尺寸产生偏差的情况，或在发动机使用过程中由于磨损产生偏差，不能满足设计装配要求，影响使用而造成经济损失与任务无法交付。现行挽救方案为特配相配件，这种方法的弊端是造成零件没有互换性，限制了使用条件(只能配对使用)，降低了使用经济性，在科研阶段使用尚可，在产品批产阶段不易得到用户许可。

发明内容

针对现有技术中存在如何对尺寸偏差的零件进行修复的问题，本发明提供一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法，包括如下步骤：

步骤1，对存在偏差直径尺寸的整体叶盘止口部位进行预车削加工至基准尺寸；

步骤2，对预车削加工后的止口部位进行等离子喷涂，形成涂层；

步骤3，待涂层与止口部位形成一体后，对止口部位的涂层根据直径尺寸进行修复加工，完成偏差直径尺寸的整体叶盘修复工作。

优选的，步骤1中，预车削加工至基准尺寸的计算公式如下：

ΦN＝M-Zb

其中，M为实际零件加工尺寸；Zb为车修止口基体加工量；ΦN为基准尺寸。

进一步的，车修止口基体加工量Zb的计算公式如下：

Zb＝L-(M-M1)

其中，M为实际零件加工尺寸；M1为设计图要求止口尺寸；L为喷涂涂层半径方向的厚度。

优选的，步骤1后对预车削加工后的止口部位涂刷或浸泡进行荧光渗透检查。

优选的，步骤2中，止口部位等离子喷涂的过程如下：

S1，对零件进行整体清洁除污；

S2，对零件非喷涂部位进行胶带防护；

S3，对零件止口部位进行预处理；

S4，对零件止口部位进行等离子喷涂，并在止口部位内形成涂层。

进一步的，等离子材料采用Amdry 718。

进一步的，喷涂温度小于150℃。

进一步的，涂层厚度小于0.6mm。

优选的，步骤3中，对止口部位的涂层根据直径尺寸进行修复加工至设计图要求止口尺寸M1后，完成偏差直径尺寸的整体叶盘修复工作。

优选的，在步骤4中，修复加工中采用刀尖R0.8，切削加工参数为：转速S＝10-15r/min，进给量F＝0.1-0.15mm/r，切削深度ap每层单边不大于0.06mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法，通过对存在偏差直径尺寸的整体叶盘止口部位进行预车削加工，并对止口部位进行涂层设计，在不引起零件变形的同时，使得实现零件基体“长肉”功能，并在涂层中根据直径尺寸进行修复加工，完成偏差直径尺寸的整体叶盘修复工作，该方法实现了尺寸满足设计装配、互换要求的同时也可满足其强度、寿命等使用要求，提高了产品的使用价值，节省了生产成本和周期，避免了浪费，具有较高的经济实用价值和重要的推广应用意义。

进一步的，选用的Amdry 718(Inconel718，等同于镍基GH4169)涂层具有强度高、韧性好、抗氧化、热传导率低、加工易硬化等特性，提高了涂层和止口部位的贴附性，使得涂层与止口部位为一体化结构。

附图说明

图1为本发明中存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法的流程图；

图2为本发明中整体叶盘修理止口部位示意图；

图3为本发明中走刀路线轨迹示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明一个实施例中，提供了一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法，保证设计要求的配合直径尺寸，满足装配过盈量要求、互换性要求和设计使用安全要求。

具体的，该整体叶盘修复方法，包括如下步骤：

步骤1，对存在偏差直径尺寸的整体叶盘止口部位进行预车削加工至基准尺寸；

具体的，此步骤是对整体叶盘存在偏差直径尺寸的止口部位喷涂前的基础准备工作，主要是为了满足喷涂厚度的要求，以保证喷涂强度和粘接附着牢度。如图2所示，为保证零件加工止口部位与零件轴线保持同心，需在装夹后、加工前找正零件Φ254mm内圆不大于0.01mm，同时检查A基准不大于0.05mm。随后车削A基准至尺寸ΦNmm(ΦN尺寸计算方法如下)，跳动不大于0.02mm，自由状态下检查尺寸及跳动。

其中，当实际零件加工尺寸M与设计图要求止口尺寸的尺寸小于0.3时；车修止口基体加工量(工序余量)Zb的计算公式如下：

Zb＝L-(M-M1)

其中，预车削加工至基准尺寸的计算公式如下：

ΦN＝M-Zb

其中，M为实际零件加工尺寸；Zb为车修止口基体加工量；ΦN为基准尺寸；L为喷涂涂层半径方向的厚度，L＝0.3mm。

具体的，步骤1后对预车削加工后的止口部位涂刷或浸泡进行荧光渗透检查。

此步骤是对止口基体车加工后的一种通用常规检查，一般按标准HB Z61进行，主要是查看基体近表面是否存在裂纹。对于整体叶盘，主要采用后乳化法、灵敏度最高等级4级对车修止口部位涂刷或浸泡进行荧光渗透检查，不允许有任何缺陷显示，以保证车修止口基体无机械加工或冶金缺陷。

步骤2，对预车削加工后的止口部位进行等离子喷涂，形成涂层；

具体的，此步骤是对车修后的止口部位实施“长肉”再造，以保证喷涂后该止口尺寸的车削修复可满足设计要求。采用的喷涂工艺过程为：a除油—b非喷涂区域保护—c干吹砂—d等离子喷涂—e涂层检验。其中a是对零件整体进行清洁除污防止影响喷涂，b是对零件非喷涂部位进行胶带防护防止过度喷涂，c是对零件喷涂部位进行预处理提高喷涂附着力防止脱落，d是进行等离子喷涂Amdry 718(该材料为进口材料Inconel718，等同于镍基GH4169)涂层，喷涂温度不超过150℃(红外线测温仪检测监控，无超温烧伤风险)，e是对涂层进行性能和尺寸质量检测。喷涂后形成止口直径尺寸ΦLmm；

其中喷涂后止口直径尺寸ΦL计算方法如下。

ΦL＝ΦN+0.6；

ΦN为预车削加工至基准尺寸；

当该喷涂量大于0.6时，在后续加工过程中会出现涂层脱落的现象。

步骤3，待涂层与止口部位形成一体后，对止口部位的涂层根据直径尺寸进行修复加工，完成偏差直径尺寸的整体叶盘修复工作。

此步骤是对整体叶盘存在偏差直径尺寸的止口部位喷涂后的涂层进行车削修复，以保证设计要求的直径尺寸。如图2所示，为保证零件加工止口部位与零件轴线保持同心，需在装夹后、加工前找正零件Φ254mm内圆不大于0.01mm，同时检查A基准不大于0.05mm。随后车削A基准至尺寸ΦM1 mm(即设计图要求尺寸)，跳动不大于0.02mm，自由状态下检查尺寸及跳动。

本发明中由于选用的Amdry 718(Inconel718，等同于镍基GH4169)涂层具有强度高、韧性好、抗氧化、热传导率低、加工易硬化等特性，所使用的刀具须具有高耐磨性、较高的高温硬度和韧性、良好的抗热震性、足够的化学稳定性。结合现场加工实际对比情况，选择具有良好切削性能的PVD涂层硬质合金刀具进行涂层的加工。同时为避免切削抗力过大造成涂层的脱落，采用较小的刀尖R0.8、低表面切削速度进行加工，切削加工参数为：转速S＝10-15r/min，进给量F＝0.1-0.15mm/r，切削深度ap每层单边不大于0.06mm。

如图3所示，对“L”型止口型面内圆涂层加工时采用常规的由上至下走刀方式，走刀至转接R后以圆滑方式往外侧提，保证径向尺寸并减小接刀痕。

实施例

某发动机第三级整体叶盘材料TC17，装配止口尺寸理论要求为φ437.5(+0.063/0)mm，实际加工测量为φ437.623mm，存在偏离，不满足设计使用要求。为保证设计正常装配及互换性，采用等离子喷涂涂层的方法对该整体叶盘偏差尺寸进行修复，具体如下：

①将偏差止口尺寸φ437.623mm继续车修至φ437.763mm，以满足并保证喷涂质量要求。

②对止口车修部位进行荧光检查，以保证基体无裂纹等缺陷。

③对止口等离子喷涂Amdry718涂层，涂层厚度单边0.25-0.3mm，喷涂后止口尺寸φ437.163(+0.2/0)mm，以满足后续车削要求。

④对喷涂后的止口按理论尺寸φ437.5(+0.063/0)mm进行车削，实现偏差尺寸补加工修复，满足设计要求。

目前，该整体叶盘已正常装配使用。

综上所述，采用等离子喷涂涂层的方法对整体叶盘产生偏差的配合直径尺寸进行补加工修复，由于该方法选取的涂层及涂层喷涂工艺参数合理，具有很高的硬度和耐磨性，在不引起零件变形的同时，起到了很好的在零件基体“长肉”功能，同时，机械加工工序加工余量安排合理，能够有效避免涂层在加工过程中及使用过程中脱落。最终实现了尺寸满足设计装配、互换要求的同时也可满足其强度、寿命等使用要求，提高了产品的使用价值，节省了生产成本和周期，避免了浪费，具有较高的经济实用价值和重要的推广应用意义。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，对存在偏差直径尺寸的整体叶盘止口部位进行预车削加工至基准尺寸；

预车削加工至基准尺寸的计算公式如下：

ΦN＝M-Zb

其中，M为实际零件加工尺寸；Zb为车修止口基体加工量；ΦN为基准尺寸；

车修止口基体加工量Zb的计算公式如下：

Zb＝L-(M-M1)

其中，M为实际零件加工尺寸；M1为设计图要求止口尺寸；L为喷涂涂层半径方向的厚度；

步骤2，对预车削加工后的止口部位进行等离子喷涂，形成涂层；

止口部位等离子喷涂的过程如下：

S1，对零件进行整体清洁除污；

S2，对零件非喷涂部位进行胶带防护；

S3，对零件止口部位进行预处理；

S4，对零件止口部位进行等离子喷涂，并在止口部位内形成涂层；

S5，对涂层进行性能和尺寸质量检测；

等离子材料采用Amdry 718；

喷涂温度小于150℃；

涂层厚度小于0.6mm；

步骤3，待涂层与止口部位形成一体后，对止口部位的涂层根据直径尺寸进行修复加工，完成偏差直径尺寸的整体叶盘修复工作；

对止口部位的涂层根据直径尺寸进行修复加工至设计图要求止口尺寸M1后，完成偏差直径尺寸的整体叶盘修复工作；

修复加工中采用刀尖R0.8，切削加工参数为：转速S＝10-15r/min，进给量F＝0.1-0.15mm/r，切削深度ap每层单边不大于0.06mm。

2.根据权利要求1所述的一种存在偏差直径尺寸的整体叶盘修复方法，其特征在于，步骤1后对预车削加工后的止口部位涂刷或浸泡进行荧光渗透检查。