新闻资讯

航空发动机涡轮机匣榫槽加工工艺研究

2013-10-28  来源:《金属加工(冷加工)》  作者: 梁松山

中国南方航空工业集团有限公司 梁松山
中国南方航空工业集团有限公司 梁松山

  某型涡轮机匣是某型发动机涡轮部位的重要部件,材料为GH2132,成品呈环形,大端直径674.8 mm,小端为f605.5 mm,总长221.8mm,平均壁厚约2.8mm,零件内部有三组榫槽,每一组分别有23~27个宽为18~25mm、深约2~6mm的斜槽,因空间尺寸较多,加工和检验过程都较为繁琐。涉及30多道机加工工序,加工中易发生装夹、加工变形,同时振刀、让刀严重,特别是榫槽加工工序较为突出。

  榫槽多年来采用普铣加工,工步操作难度大、过程繁琐,加工效率低,产品超差严重,严重影响加工质量。随着生产批量不断增大,需进一步提高加工能力,保障其工序流程畅通。某型涡轮机匣榫槽的加工由普铣向数控铣转换则是解决上述问题最行之有效的方法。本文从数控铣削加工流程设计、进刀方式、进给量调整、设备选择、改善计量方法等方面对涡轮机匣榫槽进行数控铣削加工工艺研究。

  1. 数铣加工流程设计

  通过对现有产品技术质量进行综合分析,结合数控铣削加工设备能力,设计了涡轮机匣榫槽进行数控铣削加工工艺流程,如图1所示。

图1

  2. 数铣加工技术方案

  (1)设备选型 分析认为影响生产进度的因素主要在数车与铣工两个阶段,数车的工序能力同时制约铣工工序的进行。对涡轮机匣数车程序进行了优化提效,随后展开了对铣工工序的直接工艺转变。零件740、760、780工序三组榫槽用普通数控设备无法加工。

  通过对某型涡轮机匣进行尺寸数据采集以及工艺性论证,提出设备选型技术方案:选择一台在立式加工中心基础上增加数控分度转台,并带角度头的非标五轴加工中心。

  (2)进刀方式改进 530铣槽工序时常出现机匣呈椭圆约0.15mm,难以找正,影响榫槽铣削工序的定位;榫槽加工位置肋环平面度差、各组榫槽肋环间距公差大,影响三组榫槽铣削的G54、G55、G66定位找正。同时,还需要通过不断加刀补来进行返修。

  通过分析可知,530工序尺寸44±0.2mm、f558~f623mm处5级槽走刀方向为大断面,造成大断面应力积累,后续工序应力释放明显,造成支靠面平面度差,影响榫槽肋环平面的相对精度,且本工序空刀过多,造成资源和工时浪费 。

  提出解决方案:将80°外圆刀用直插取代横拉、通过宽6mm,R0.8mm的槽刀代替R3mm的圆槽刀的进刀方式(见图2)。


图2

  (3)进给量调整  分析认为加工程序多处进给量不合理,是零件发生加工变形的因素之一。故提出解决技术方案:将每把刀的进给量由0.2mm/r调整为0.1 mm/r。

  (4)工装改进设计  存在问题:采用垫块的装夹方式加工零件时,发现存在几个缺点:第一,夹具下有8个支靠垫块,因不是实支靠,加工涡轮机匣这类环形薄壁件,特别是加工第S3组槽时振动较大,造成槽底有明显振刀痕。其次,8个支靠垫块因设计缺陷,在加工过程中容易松动、拆卸过程中容易滑动,影响操作效率。第三,夹具在加工其他零件时兼容性差。

  工装改进方案:设计专用工装,将8个分开的垫块做成整体的环状垫块,中间由铝合金构成,与零件和花盘的接触面由两块耐磨钢质板构成,钢质板与铝合金之间由螺钉联接。在与零件安装边配合处由8个螺钉压板,环内设置一个粗定位圆。以上设计足以解决零件因点支靠引起的振刀。同时可方便更换,保证加工其他零件的兼容性。

图4 涡轮机匣榫槽剖面图
图4 涡轮机匣榫槽剖面图

……

更多内容请下载附件 或 查看《金属加工(冷加工)》2013年第15期:

[已有 0 条评论,点击查看] [责编:xiaolan]
读完“航空发动机涡轮机匣榫槽加工工艺研究”,您感觉如何?

网友评论:航空发动机涡轮机匣榫槽加工工艺研究

已有0条评论,点击查看
登录 (请登录发言,并遵守相关规定

猜你喜欢的产品和企业

活动预告

推荐专题

版权所有机工传媒 金属加工在线机械工业信息研究院 金属加工在线MW1950 copyright ©2006-2012 mw1950.com .All Rights Reserved
微信