[发明专利]一种具有多级叶盘的鼓筒式转子的整体加工方法

说明书

本发明公开了一种具有多级叶盘的鼓筒式转子的整体加工方法，该方法采用一体化机加思路，用一体化工艺流程取代了叶盘单独加工+组合焊接+组合机加的常规加工方案，大幅缩短工艺流程及生产周期，有效保证了产品制造精度；同时通过设计一体化数控铣工装、采用内腔填充及编排数控铣加工顺序，解决了一体化结构刚性差的问题，确保了数控铣加工的可行性及可靠性。该方法可应用于鼓筒式多级叶盘及类似结构产品，实现高质高效加工。

技术领域

本发明涉及一种转子加工方法，具体涉及一种转子的整体式体加工方法，属于先进制造技术领域。

背景技术

弹用涡扇发动机低压压气机部分通常由多级轴流叶盘组成，典型结构如图1所示，压气机转子组件由Ⅰ、Ⅱ、……V级转子单独加工后再进行电子束焊接，然后进行最终的组件组合加工而成。

该类产品的常规工艺方案为：

(1)Ⅰ、Ⅱ、……V级转子各自作为单独的零件，从锻件或棒料毛坯开始按照全流程工艺路线加工，包含数控车、数控铣叶片、热处理、磨粒流等工序，关键配合尺寸留一定余量，各零件留出焊接锁底结构，典型零件工艺流程图如图2所示，锁底结构如图3所示。

(2)借助零件焊接锁底结构装配各零件，锁底装配示意图如图4所示，采用电子束焊接/激光焊等焊接，控制预设的焊接精度及焊接变形，再进行焊接组合体机加，保证设计要求的关键配合尺寸精度及形位公差要求。

该种方案(零件单独加工－焊接－合机加)，存在以下弊端：

(1)零件工艺流程及组件工艺流程均较长，使得该类产品的制造周期长，生产效率低，资源占用率高，生产成本高；

(2)焊接工艺前需要进行焊前清洗及装配，焊接后要进行去应力热处理及焊接质量检测，焊接带来的附加工艺过程较为繁琐，且焊接为非精确控制工艺，存在固有的焊接变形问题，焊接精度及变形对于组件精度的控制存在较大的不利影响；

(3)锁底结构焊接容易出现裂口和翘曲等焊接缺陷，对焊缝造成潜在裂纹风险；

(4)采用该种工艺方案，存在固有的焊接缺陷风险，且不利于实现产品的精度保证、生产周期及生产成本控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有多级叶盘的鼓筒式转子的整体加工方法，替代传统的单个叶片加工再组焊加工的方法，能有效提高该类产品的制造精度、缩短产品制造周期、降低生产成本、避免焊接带来的焊接缺陷风险。

鼓筒式转子具有两级以上叶盘，每级叶盘对应一个叶片；所述的具有多级叶盘的鼓筒式转子的整体加工方法为：直接在毛坯上一体化加工两级以上叶盘形成所述转子，其步骤为：

(1)在棒料毛坯上粗加工出所述转子的内型面和外型面，然后热处理，去除机加工应力；

(2)半精车步骤(1)所加工出的内型面；

(3)半精车步骤(1)所加工出的外型面；

(4)在步骤(3)所加工出的外型面上依次铣每级叶盘所对应的叶片；

(5)抛光轮毂以及步骤(3)所加工出的每级叶片，得到所述转子的半成品；

(6)精车所述半成品的左端面和右端面；

(7)磨削加工步骤(3)所加工出的每级叶片的叶尖至设定要求，由此形成所述转子的成品。

所述在步骤(4)中，在外型面上加工叶片时，通过定位工装对转子进行轴向定位装夹，并在其内腔填充辅助加强材料以加强整体刚度。

有益效果