低涡立式转接盘加工工艺研究.pdf

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1、2014年第22期(总第301期)熹紊(CumulativNeOty．N2O2．2014．301)低涡立式转接盘加工工艺研究刘平江，李鑫(沈阳发动机设计研究所，辽宁沈阳110015)摘要：低涡立式转接盘为连接航空发动机涡轮转子与试验器的重要部件，该零件材料为GH4169，是较复杂的薄壁盘类零件，形位公差要求比较高，加工过程较困难。文章针对低涡立式转接盘的特点，通过对加工工艺路线、装夹方式、定位基准、材料加工性能等多方面考虑和研究，总结出了切实可行的加工工艺方法，解决了低涡立式转接盘加工难题。关键词：航空发动机；涡轮转子；

2、转接盘；薄壁盘类零件；低涡立式中图分类号：TG142文献标识码：A文章编号：1009—2374(2014)22-0021-03低涡立式转接盘(以下简称转接盘)为连接航空发时极易产生变形动机涡轮转子与试验器的重要部件，在航空发动机涡轮1．2转接盘材料特性转子进行超转、破裂、低循环疲劳试验过程中转接盘因GH4169是一种可以时效强化的镍基高温合金。该合承受高转速、复杂温度场等试验因素，进而对其几何形金在650℃下具有屈服强度高、塑性好的特点，有较满状、公差配合、材料等技术条件提出了苛刻的要求，要意的焊接性能及成型性能，较高的

3、耐腐蚀、抗氧化和耐求转接盘最大限度的模拟航空发动机涡轮转子的状态，辐照性能。该合金在253℃～700℃很宽的温度范围内组从而获得最真实的航空发动机涡轮转子试验结果。织性能稳定，成为深冷温度和高温条件下用途极为广泛由于转接盘在试验过程中要经受超高强度、超高温的高温合金之一。度的试验，多采用镍基高温合金作为零件材料，这样无其主要产品有板材、带材、棒材、丝材、锻件及圆形中给加工制造增加了很大的难度。饼等。可用作深冷温度(一196℃～～253oC)下的高强本文通过对加工工艺路线、装夹方式、定位基准、度结构材料，700~C以下使用

4、的抗氧化热强材料，发动材料加工性能等多方面考虑和研究，总结出了切实可行机部件和反应堆中的各种抗辐照结构材料。的加工工艺方法，解决了低涡立式转接盘加工难题。在航空上主要用于发动机的转动部件，如盘件、承力环、鼓筒轴等零件及非转动的机匣、紧固件和其它机1转接盘工艺特性分析械件。1．1转接盘结构特性1．3转接盘／]n-r难点转接盘(简图见图i)结构的主要特点是：形状较转接盘是盘类零件，直径较大，局部壁薄，形位公复杂、局部壁薄、刚性较差、转接圆弧多、形位公差要差要求较高，不利于装夹，加工难度比较大，主要有以求较高、不利于装夹，零件

5、的材料加工性能较差，加工下难点：(1)GH4169材料加工性能较差，对刀具的要求较高；(2)去除余量较大，切削过程中产生较大的切削应力，因而零件易变形；(3)零件的内孔较小、外圆壁薄，此结构不利于加工装夹；(4)形位公差要求较严，加工易超差。2转接盘加工技术研究针对转接盘的加工难点和加工的特性，在工艺规程编制和加工过程中应采取必要的措施，以减少和控制各种不利因素对加工质量产生的各种影响，主要从以下各个方面考虑与处理：工艺路线的编排、装夹方式选择、定位基准选择、提高材料的加工性能。图i转接盘简图一21—表1GH4169~学

6、成分(质量分数)％2．1工艺路线的安排盘类零件的装夹方式的选择应主要遵循以下的原转接盘加工步骤较多，但都遵从“先基面后其它、则：(1)精加工时轴向压紧优于径向装夹；(2)轴向先主后次、先粗后精”原则；按照不同的加工性质的和压紧的安装边既可以径向延伸也可以轴向延伸(依据零作用，加工过程可划分为如下几个阶段：粗加工、半精件而定)；(3)加工完成后去除安装边应采取加工应加工、精加工。力最小的方式进行。转接盘为基于以上的原则，在编排转接盘工艺规程过程中，GH4169材料，依据零件的特性将零件的最大外圆进行了延伸作为加工GH416

7、9为镍基高的安装边，见图3。温合金并且可以精车工序完成之后，外安装边的去除也同样很重进行时效强化处要。去除安装边可以采取以下方式：(1)用燕尾槽型理。转接盘毛胚的车刀通过轴向进给将外安装边去除；(2)通过铣削为锻件，毛坯在方式去除；(3)通过非接触式加工去除：慢走丝、线锻造过程中应先切割、电火花。进行预备性热处(1)、(3)两种方式为常用方法，(2)方式使用理即固溶处理，概率很低。基于保证零件加工质量并最大限度的控制零此热处理工序安件变形，去除转接盘的安装边采取了第(3)种方式。通排在机械加工之过零件的最终检测证明：此方

8、式是有效并可行的。前进行；由于时图2余量去除图3安装边2．3定位基准的选择效强化处理改变结构图结构图盘类零件定位基准的选择尤为重要，定位基准选取了零件内部组织结构并导致加工性能降低，不利于零件的是否得当将直接影响到整个零件加工的质量。合理选余量的去除，因而应将时效强化处理安排在粗加工后进择定位基准不仅影响整个零件加工