特种加工技术在航天动力系统涡轮盘上的应用

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1、设计·工艺航天制造技术特种加工技术在航天动力系统涡轮盘上的应用苏云玲丁金明周贺罗远锋王晓伟（北京动力机械研究所，北京100074）摘要：以某航天发动机用涡轮盘榫槽的加工为例，针对零件材料特性、结构特点以及技术要求，分析了慢走丝线切割加工工艺在涡轮盘榫槽加工中的应用情况，并与传统加工方法进行对比，总结出了特种加工技术在航天发动机制造中的优势。在研究慢走丝线切割加工工艺特点及工艺规律的基础上，通过试验研究，总结出一套适用的新加工工艺方法及加工参数，给出了实现整盘加工的技术手段。为航空航天发动机用涡轮盘榫槽的精密加工开辟了新思路。关键词：航天动力系统

2、；涡轮盘；榫槽；慢走丝；精密加工ApplicationofSpecialMachiningTechnologyonTurbineDiskofSpacePowerSystemSuYunlingDingJinmingZhouHeLuoYuanfengWangXiaowei(Beijingenergymachineinstitute,Beijing100074)Abstract：Takingtheprocessingofanaerospaceengineturbinediskasanexample,theapplicationofWEDMproces

3、sinthemachiningoftheturbinediskisanalyzedaccordingtotherequirementsofmaterialproperties,structurecharacteristicsandtechnology.Comparedwiththetraditionalprocessingmethods,theadvantagesofthespecialprocessingtechnologyinaerospaceenginemanufacturingaresummedup.Basedontheresearch

4、onthecharacteristicsandprocessingprocessrulesofthecuttingprocess,asetofnewprocessingmethodsandprocessingparametersaresummedupthroughtheexperimentalresearch,andthetechnicalmeansaregiventorealizethewholeplateprocessing.Itopensupanewapproachfortheprecisemachiningofturbinediskmo

5、rtiseandtenonforaerospaceengines.Keywords：aerospacepowersystem；turbinedisk；mortise；EDM；precisionmachining1引言于榫槽型面轮廓精度及其表面质量都提出了很高的要求。涡轮盘是航空航天发动机中工作条件最为苛刻、传统行业内，为了保证加工精度，涡轮盘榫槽多最为重要的热端部件之一，是发动机涡轮关键部件的采用拉削的方法完成加工。但因为拉刀形状复杂，制核心零件，其性能直接决定发动机的整体性能。在运造成本较高，同时受到专业设备的客观限制，拉削工行过程中，工作叶

6、片和轮盘在高温高速燃气的推动作艺方法难以在军工企业得到普及、推广，多数都依靠用下高速旋转，作用于其上的力有离心拉应力、动态外协厂家完成，产能受到较大牵制。积极寻求探索可热应力、气流弯曲应力和压差力。叶片榫头通过锁叶替代的加工工艺方法对于进一步提高军工企业的自主键与轮盘榫槽装配，工作时动态接触，依靠接触压力研发能力，提升市场竞争力具有十分重要的意义。和接触摩擦力保证叶片不从轮盘滑脱。接触状态随运慢走丝加工技术作为特征加工技术的典型代表，[1]行时间、工况、配合间隙以及其他许多随机因素的改具有加工精度高、成本低的显著优势。但因为热影响变而变化，接触

7、部位的应力应变情况十分复杂。这对层的存在，加工表面容易产生重铸层、微裂纹等缺陷，作者简介：苏云玲（1976），高级工程师，机械制造及其自动化专业；研究方向：复杂曲面叶轮类零件的五轴数控精密电化学铣削加工。收稿日期：2017-06-1447设计·工艺2017年8月第4期而这些缺陷将是影响涡轮盘性能和寿命的关键因素，工件定位芯轴并夹紧；5为基准找正装置，与工装底座甚至导致致命损失。应用慢走丝加工技术进行涡轮盘相连接，用于加工前的基准找正。具体组成结构及工榫槽的加工，在采取技术手段实现整盘加工的同时，装装夹示意图分别如图2、图3所示。还要针对电加工参

8、数对于加工表面质量及尺寸精度等2的影响规律开展研究，保证其加工表面质量满足设计1指标要求和发动机性能要求。2涡轮盘的整盘精密加工技术方案当把慢走丝线切