[发明专利]一种涡轮类型零件的加工方法

说明书

本发明公开了一种涡轮类型零件的加工方法，由一次加工完成改为半精加工和精加工两次加工完成，具体方法是：一、在五轴联动数控机床上根据涡轮零件大小，按照产品尺寸和产品加工程序，对每个叶片都留有加工余量进行半精加工；二、加工完成后取下工件，进行热时效处理；三、放入与涡轮外形尺寸相应的模具内，灌注树脂胶；四、室温固化，固化后取出并整理干净；五、重新置于机床上，按照产品设计图纸对每个叶片进行精加工；五、卸下工件，按产品设计图纸进行检测。采用本发明方法加工，不仅大大提高了成品合格率，其成品的各个叶片之间存在的误差也大幅度降低，即提高了成品质量，也降低了能源和原材料的浪费，本加工方法完全达到世界领先水平。

技术领域

本发明涉及一种加工方法，尤其涉及一种涡轮类型零件的加工方法，属于航空航天行业技术领域。

背景技术

涡轮是一种将流动工质的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是燃气轮机、蒸汽轮机和航空发动机的主要部件之一。随着工业的发展，航海、航空、航天、军事工业也迅猛发展，涡轮是关系到发动机效率、噪声和寿命的关键零件。涡轮是由带中心孔的锥形旋转体和多个对称分布的螺旋状叶片连接构成，叶片尺寸一致性和加工精度要求高，叶片壁薄形状复杂并且加工难度大，原始加工方法是将锥形旋转体和叶片分别加工后组合焊接，再打磨成型，质量难以保证，等离子焊接出现后发展到锥形旋转体和叶片加工成型后采用等离子焊接，产品质量大幅度提高，但是距离航空航天广泛应用还有很大距离，现在已经逐步发展到采用五轴联动数控机床将圆柱形材料一次装夹直接加工成型，虽然采用圆柱形材料一次加工成型材料利用率很低，但其使用性能和技术效果确有大幅度提高，产品质量近乎达到完美状态，从民用达到军用效果，进而达到航空航天工业广泛应用，特别是使航天工程得到了突飞猛进的发展。但是，科学技术是无止境的，还可以锦上添花，进一步提高其使用性能和技术效果，达到世界领先水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮类型零件的加工方法，现在采用五轴联动数控机床将圆柱形材料直接加工成型的加工方法为世界最先进的加工方法，其使用性能和技术效果近乎达到完美状态。但是从微观角度分析各个叶片尺寸和形状还存在微小的差距，所以要想用于航天发动机最高标准要求，加工后还得进行光学扫描或三坐标检测仪检测以及动平衡试验，由于叶片多和形状复杂，目前其合格率很低，大大增加了加工成本，经过认真的科学分析是，当叶片加工到一定薄度后，由于多种原因引起加工尺寸微量变形，很难做到多个叶片尺寸完全相同，由于尺寸的微量差异，仍然会造成涡轮叶片的动平衡出现微量偏差，这是涡轮质量的关键点，如何解决，经过认真分析和研究找出了解决方法：按输入程序加工，但是每个叶片都留有一定的加工余量，然后取下涡轮，进行时效处理，用于消除加工后的残余应力，时效处理后做好中心孔防护，放入相应的模具中，灌注树脂胶，经过固化后取出，整理干净后，重新放到机床上进行精加工，按照原程序从头开始加工，直至每个叶片都加工到设计尺寸，卸下涡轮，进行检测，不但各个叶片的尺寸差异率减少而且其产品合格率也大幅度提高。其原理是：不灌胶一次加工完成，由于每个叶片为薄壁复杂形状，加工到最后由于支撑面较小容易产生震动或让刀，再加上内应力等各种原因，使各个叶片出现加工误差，改为两次加工，第一次为半精加工，留有一定的加工余量，第二次为精加工，由于灌有紧密结合的树脂胶作为辅助固定作用，所以第二次精加工既有树脂胶辅助固定，叶片的加工余量又小，完全可以解决由于各种原因引起的加工变形的差异，可极大的提高产品质量和产品的合格率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种涡轮类型零件的加工方法，由一次加工完成改为半精加工和精加工两次加工完成，具体方法是：一、在五轴联动数控机床上根据涡轮零件大小，按照产品尺寸和产品加工程序，对每个叶片都留有0.5±0.1mm的加工余量进行半精加工；二、加工完成后取下工件，进行热时效处理；三、放入与涡轮外形尺寸相应的模具内，灌注树脂胶；四、室温固化24±1小时，固化后取出并整理干净；五、重新置于机床上，按照产品设计图纸对每个叶片进行精加工；五、卸下工件，按产品设计图纸进行检测。