一种自由涡轮盘的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种自由涡轮盘的加工方法。
【背景技术】
[0002]自由涡轮盘是发动机涡轮部件的关键零件，其在高温高压环境下工作，材料难加工，榫槽是零件的关键部位，通常由精密拉削加工而成。图1为一种自由涡轮盘的结构示意图，参见图1所示，该自由涡轮盘I包括涡轮轴11、轮盘12，所述轮盘12远离所述涡轮轴11一侧设置有花键端13，所述轮盘12设置有多个精度要求高的斜向榫槽110，所述榫槽110尺寸中心距公差仅为0.05mm，所述轮盘12的盘内任意对称4个所述榫槽110中心距尺寸之差不得大于0.03_。为了加工所述榫槽110，拉削工序是工艺路线中的关键工序，拉削过程中拉削力极大，如果零件装夹不当，极易产生中心线偏斜导致中心距超差，所述榫槽110和榫头是连接轮盘和叶片的关键结构，所述榫槽110的加工质量对于所述自由涡轮盘I有着至关重要的意义。
[0003]图2为现有榫槽加工原理示意图，参见图2所示，现有加工工艺中，先加工出所述涡轮轴11及所述花键端13，然后再在所述轮盘12上拉削加工所述榫槽110，在拉削加工工序中，以所述花键端13定位，由于所述花键端13的花键的厚度及间隔尺寸均较小(均在2_左右)，因此零件与夹具的接触面很窄，定位效果不佳，装夹过程中零件容易发生偏摆，零件难以找正，拉削后零件中心距及其互差值极易超差，从而造成合格率低。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种自由涡轮盘的加工方法，以减少或避免前面所提到的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提出了一种自由涡轮盘的加工方法，其用于加工一种自由涡轮盘，所述自由涡轮盘包括涡轮轴、轮盘，所述轮盘远离所述涡轮轴一侧设置有花键端，所述轮盘设置有多个斜向榫槽，其包括如下步骤，
[0006]步骤A，在毛坯件上加工所述涡轮轴、所述轮盘靠近所述涡轮轴一侧的第一辐板面，并在所述毛坯件两端加工中心孔；
[0007]步骤B，将用于成型所述花键端的圆台的圆周作为定位面进行加工，并对所述轮盘邻接所述圆台的平面作为支靠面进行加工，在所述圆台上加工两个对称的销孔；
[0008]步骤C，以步骤B加工出的所述圆台定位，所述销孔定角向，在所述轮盘上加工所述斜向榫槽；
[0009]步骤D，去除所述圆台，加工所述花键端以及所述轮盘靠近所述花键端一侧的第二辐板面，完成所述自由涡轮盘的加工。
[0010]优选地，在步骤A中，使所述毛坯件两端的中心孔同轴度在0.02mm以内。
[0011 ] 优选地，在步骤B中，使两个所述销孔的位置度在0.02mm以内。
[0012]优选地，在步骤B中的两个所述销孔一个是菱形销孔，另一个是圆柱销孔。
[0013]本发明所提供的一种自由涡轮盘的加工方法，通过加工的工序的改进，为拉工定位装夹留出工艺台，从而可提高拉削工序零件定位装夹的可靠性与精度，保证加工出合格的榫槽。
【附图说明】
[0014]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0015]图1为一种自由涡轮盘的结构示意图；
[0016]图2为现有榫槽加工原理示意图
[0017]图3为根据本发明的一个具体实施例的一种自由涡轮盘的加工方法的毛坯件加工原理不意图；
[0018]图4为图3的毛坯件加工榫槽的原理示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。其中，相同的部件采用相同的标号。
[0020]图1为一种自由涡轮盘的结构示意图；图3为根据本发明的一个具体实施例的一种自由涡轮盘的加工方法的毛坯件加工原理示意图；图4为图3的毛坯件加工榫槽的原理示意图。参见图1、3、4所示，本发明提供了一种自由涡轮盘的加工方法，其用于加工一种自由涡轮盘1，所述自由涡轮盘I包括涡轮轴11、轮盘12，所述轮盘12远离所述涡轮轴11 一侧设置有花键端13，所述轮盘12设置有多个斜向榫槽110，其包括如下步骤，
[0021]步骤A，在毛坯件2上加工所述涡轮轴11、所述轮盘12靠近所述涡轮轴11 一侧的第一辐板面121，并在所述毛坯件2两端加工中心孔；
[0022]本步骤中，先在所述毛坯件2上加工出所述涡轮轴11以及所述第一辐板面121，然后在所述毛坯件2两端加工中心孔，两端的中心孔将作为后继加工的重要定位点，因此对其同轴度要求较高，例如，所述毛坯件2两端的中心孔同轴度需要保证在0.02mm以内，这样才能保障后继加工的精度。
[0023]步骤B，将用于成型所述花键端13的圆台130的圆周1301作为定位面进行加工，并对所述轮盘12邻接所述圆台130的平面122作为支靠面进行加工，在所述圆台130上加工两个对称的销孔131 ;
[0024]本步骤即为与现有加工方法最大的不同之处，也即是，在现有加工方法中，完成步骤A之后，就会继续加工出所述花键端13，本发明并不急于加工所述花键端13，而是要利用用于成型所述花键端13的圆台130在后继加工中起定位作用，也即是，加工所述圆台130的所述圆周1301，使其满足精度要求，从而在后继加工时可用所述圆周1301进行定位，这样会比现有的利用所述花键端13进行定位的方法对夹具要求更低，也就是更容易制造相应的夹具。
[0025]步骤C，以步骤B加工出的所述圆台130定位，所述销孔131定角向，在所述轮盘12上加工斜向的所述榫槽110 ;
[0026]现有的加工方法是靠对所述花键端13的花键的配合、夹持来抵消拉削所述榫槽110过程中的周向力，而本发明通过所述销孔131来抵消拉削过程中由于所述榫槽110为斜向，也就是所述榫槽110存在扭角而产生的周向分力。在现有加工方法的拉削过程中，当周向分力大于压紧力时，会产生周向累积误差，也就会造成最先加工和最后加工的所述榫槽110均布超差，而利用本发明提供的技术方案，也就是通过设置所述销孔131并利用定位销来定角向，可以有效克服该缺陷。
[0027]当然，两个所述销孔131的位置度要求较高，例如两个所述销孔131的位置度要在0.02mm以内，这样可保障拉削过程加工精度。
[0028]为了更好的克服拉削过程的周向分力，两个所述销孔131可以一个是菱形销孔，另一个是圆柱销孔，这样，圆柱销孔主要用于定位，而菱形销孔对应的菱形定位销可更好的克服周向分力，从而可更好的保障最先加工和最后加工的所述榫槽110的均布参数。
[0029]步骤D，去除所述圆台130，加工所述花键端13以及所述轮盘12靠近所述花键端13 一侧的第二辐板面，完成所述自由涡轮盘I的加工。
[0030]在完成步骤C对所述榫槽110的加工后，即可对所述圆台130进行加工，完成所述花键端13以及所述轮盘12靠近所述花键端13 —侧的第二辐板面，从而完成所述自由涡轮盘I的加工。
[0031]本发明所提供的一种自由涡轮盘的加工方法，通过加工的工序的改进，为拉工定位装夹留出工艺台，从而可提高拉削工序零件定位装夹的可靠性与精度，保证加工出合格的榫槽。
[0032]本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
[0033]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种自由涡轮盘的加工方法，其用于加工一种自由涡轮盘，所述自由涡轮盘包括涡轮轴、轮盘，所述轮盘远离所述涡轮轴一侧设置有花键端，所述轮盘设置有多个斜向榫槽，其特征在于，其包括如下步骤， 步骤A，在毛坯件上加工所述涡轮轴、所述轮盘靠近所述涡轮轴一侧的第一辐板面，并在所述毛坯件两端加工所述中心孔。 步骤B，将用于成型所述花键端的圆台的圆周作为定位面进行加工，并对所述轮盘邻接所述圆台的平面作为支靠面进行加工，在所述圆台上加工两个对称的销孔； 步骤C，以步骤B加工出的所述圆台定位，所述销孔定角向，在所述轮盘上加工所述斜向榫槽。 步骤D，去除所述圆台，加工所述花键端以及所述轮盘靠近所述花键端一侧的第二辐板面，完成所述自由涡轮盘的加工。2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，使所述毛坯件两端的所述中心孔同轴度在0.02mm以内。3.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，使两个所述销孔的位置度在0.02mm以内。4.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中的两个所述销孔一个是菱形销孔，另一个是圆柱销孔。
【专利摘要】一种自由涡轮盘的加工方法，其包括如下步骤，先在毛坯件上加工所述涡轮轴、所述轮盘靠近所述涡轮轴一侧的第一辐板面，并在所述毛坯件两端加工中心孔；然后将用于成型所述花键端的圆台的圆周作为定位面进行加工，并对所述轮盘邻接所述圆台的平面作为支靠面进行加工，在所述圆台上加工两个对称的销孔；之后，以步骤B加工出的所述圆台定位，所述销孔定角向，在所述轮盘上加工所述斜向榫槽；最后，去除所述圆台，加工所述花键端以及所述轮盘靠近所述花键端一侧的第二辐板面，完成所述自由涡轮盘的加工。本发明所提供的一种自由涡轮盘的加工方法，通过加工的工序的改进，提高了拉削工序零件定位装夹的可靠性与精度，保证加工出合格的榫槽。
【IPC分类】B23P15/00
【公开号】CN105127693
【申请号】CN201510660638
【发明人】李正康, 郑强, 谢磊, 谭先见, 张永辉
【申请人】中航湖南通用航空发动机有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月13日