權(quán)利要求書(shū): 1.一種鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法,其特征在于,所述鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法包括以下步驟:步驟1:分別加工整體葉盤(pán)及焊接件:
整體葉盤(pán)盤(pán)體鼓筒內(nèi)壁加工至最終狀態(tài),整體葉盤(pán)盤(pán)體鼓筒外壁、整體葉盤(pán)外端型面及葉片保留1mm余量,焊接件加工至保留余量1mm狀態(tài);在整體葉盤(pán)與焊接件連接部位增加長(zhǎng)度為14mm、高度為8mm的工藝安裝邊;
步驟2:將整體葉盤(pán)與焊接件焊接:
焊口間隙在0.03mm以下,鎖底部位厚度為6.5mm,裝配過(guò)盈量控制在0.02mm~0.06mm,裝配后檢查磁通量密度不大于1×10-4T;采用4點(diǎn)均布對(duì)稱(chēng)定位焊接,定位焊接錯(cuò)位小于
0.1mm,焊接周向大于360°;
步驟3:時(shí)效熱處理:
加熱前,將真空室內(nèi)壓強(qiáng)抽至0.067Pa以下,加熱、保溫過(guò)程中,真空室內(nèi)壓強(qiáng)小于
0.067Pa;升溫時(shí)間為1.5h~2.5h,保溫時(shí)間為8h~8.25h,降溫時(shí)充0.2MPa~0.4MPa氬氣冷至80℃以下;
步驟4:銑削葉片:
速度環(huán)增益為6575,加工參數(shù)選用F=1273mm/min;
步驟5:對(duì)葉型及流道進(jìn)行振動(dòng)光飾:
采用無(wú)島式振動(dòng)光飾機(jī),配比比例為1%~3%的磨液;
步驟6:精加工焊接件內(nèi)外型面:
利用工藝安裝邊,將整體葉盤(pán)裝夾緊固;整體葉盤(pán)直線(xiàn)部位走刀采用ap=0.8mm,fn=
0.2mm/r,n=30r/min,斜線(xiàn)部位走刀采用ap=0.8mm,fn=0.15mm/r,n=25r/min,圓角部位走刀采用ap=0.3mm,fn=0.07mm/r,n=20r/min;
步驟7:鉆削孔系及銑槽型:
刀具最小懸伸為100mm,鉆孔:F=100mm/min,鉸孔:F=50mm/min,銑槽:F=200mm/min;
步驟8:插削外花鍵:
沖程速度為40~60次/分,切削深度:ap=0.01~0.8mm;
步驟9:滲透檢驗(yàn)整體葉盤(pán)全部表面:
乳化時(shí)間≤120s,滲透時(shí)間為30min,顯像時(shí)間為20min;
步驟10:噴涂耐磨材料:
耐磨材料選用Metco72F-NS,涂層厚度為0.35~0.40mm;
步驟11:磨涂層:
采用粒度為120-140的CBN砂輪,F(xiàn)=30mm/min,加工過(guò)程為粗磨——修整砂輪——精磨,其中粗磨ap=0.02mm,精磨ap=0.004mm;
步驟12:靜平衡:
夾具靜平衡不大于25g.mm,平衡轉(zhuǎn)速為1050r/min;
步驟13:涂干膜潤(rùn)滑劑:
干膜選用牌號(hào)HM-300耐高溫石墨基干膜潤(rùn)滑劑;工藝過(guò)程為除油——干燥——保護(hù)非噴涂表面——吹砂——噴涂——固化;吹砂采用280~320目的剛玉砂,風(fēng)壓采用0.3MPa~
0.4MPa,吹砂噴嘴到整體葉盤(pán)距離為100mm~200mm,吹砂噴嘴與整體葉盤(pán)之間角度為45°~90°;噴涂時(shí)間控制在距離吹砂結(jié)束2h以?xún)?nèi),環(huán)境溫度為12℃~35℃,相對(duì)濕度不大于
70%,壓力為0.15MPa~0.26MPa,噴槍的噴嘴與整體葉盤(pán)距離為150mm~250mm,與整體葉盤(pán)成70°~90°角度;固化過(guò)程參數(shù):升溫至150℃±10℃,保溫30min,繼續(xù)升溫至190℃~205℃,保溫1~2小時(shí),自然冷卻至室溫;
步驟14:濕吹砂:
壓力為0.2MPa~0.4MPa,濕吹砂機(jī)噴嘴與整體葉盤(pán)表面成45°~90°夾角,濕吹砂機(jī)噴嘴與整體葉盤(pán)距離為127mm~254mm。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法,其特征在于,在步驟4中,在整體葉盤(pán)試驗(yàn)件上按照理論截面線(xiàn)進(jìn)行加工試驗(yàn),得出實(shí)際加工截面線(xiàn),統(tǒng)計(jì)分析出距葉尖1/3部位各截面線(xiàn)最大偏差,將實(shí)際加工截面線(xiàn)超出理論截面線(xiàn)的數(shù)值補(bǔ)償?shù)侥P椭?,形成加工補(bǔ)償截面線(xiàn),從而獲得供加工使用的工藝模型。
說(shuō)明書(shū): 一種鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,特別提供一種鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法。背景技術(shù)[0002] 鈦合金整體葉盤(pán)為單盤(pán)零件結(jié)構(gòu),加工技術(shù)及加工工藝日趨成熟,目前行業(yè)內(nèi)采用車(chē)削、銑削等加工方法進(jìn)行加工。而鈦合金焊接式整體葉盤(pán)零件總長(zhǎng)約500mm,軸頸處外徑110mm,壁厚3mm,整體呈薄壁弱剛性結(jié)構(gòu),并存在深腔、半封閉復(fù)雜腔槽、多類(lèi)型小孔等結(jié)構(gòu)特點(diǎn),尺寸及形位要求不易保證;葉片部位又呈現(xiàn)出葉片間相互遮擋、彎掠組合的造型特點(diǎn),材料硬度低,彈性模量小,加工中極易出現(xiàn)變形、讓刀等問(wèn)題;由于冷熱工藝交替進(jìn)行,加工系統(tǒng)極不穩(wěn)定,工序中需根據(jù)冷熱工藝特點(diǎn)考慮余量、裝夾、變形等一系列問(wèn)題,設(shè)計(jì)合格有效的工藝方案。發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法,可有效地解決上述問(wèn)題。[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法,包括以下步驟:[0005] 步驟1:分別加工整體葉盤(pán)及焊接件:[0006] 整體葉盤(pán)盤(pán)體鼓筒內(nèi)壁加工至最終狀態(tài),整體葉盤(pán)盤(pán)體鼓筒外壁、整體葉盤(pán)外端型面及葉片保留1mm余量,焊接件加工至保留余量1mm狀態(tài);在整體葉盤(pán)與焊接件連接部位增加長(zhǎng)度為14mm、高度為8mm的工藝安裝邊;[0007] 步驟2:將整體葉盤(pán)與焊接件焊接:[0008] 焊口間隙在0.03mm以下,鎖底部位厚度為6.5mm,裝配過(guò)盈量控制在0.02mm~0.06mm,裝配后檢查磁通量密度不大于1×10-4T;采用4點(diǎn)均布對(duì)稱(chēng)定位焊接,定位焊接錯(cuò)位小于0.1mm,焊接周向大于360°;
[0009] 步驟3:時(shí)效熱處理:[0010] 加熱前,將真空室內(nèi)壓強(qiáng)抽至0.067Pa以下,加熱、保溫過(guò)程中,真空室內(nèi)壓強(qiáng)小于0.067Pa;升溫時(shí)間為1.5h~2.5h,保溫時(shí)間為8h~8.25h,降溫時(shí)充0.2MPa~0.4MPa氬氣冷至80℃以下;
[0011] 步驟4:銑削葉片:[0012] 速度環(huán)增益為6575,加工參數(shù)選用F=1273mm/min;[0013] 步驟5:對(duì)葉型及流道進(jìn)行振動(dòng)光飾:[0014] 采用無(wú)島式振動(dòng)光飾機(jī),配比比例為1%~3%的磨液;[0015] 步驟6:精加工焊接件內(nèi)外型面:[0016] 利用工藝安裝邊,將整體葉盤(pán)裝夾緊固;整體葉盤(pán)直線(xiàn)部位走刀采用ap=0.8mm,fn=0.2mm/r,n=30r/min,斜線(xiàn)部位走刀采用ap=0.8mm,fn=0.15mm/r,n=25r/min,圓角部位走刀采用ap=0.3mm,fn=0.07mm/r,n=20r/min;[0017] 步驟7:鉆削孔系及銑槽型:[0018] 刀具最小懸伸為100mm,鉆孔:F=100mm/min,鉸孔:F=50mm/min,銑槽:F=200mm/min;[0019] 步驟8:插削外花鍵:[0020] 沖程速度為40~60次/分,切削深度:ap=0.01~0.8mm;[0021] 步驟9:滲透檢驗(yàn)整體葉盤(pán)全部表面:[0022] 乳化時(shí)間≤120s,滲透時(shí)間為30min,顯像時(shí)間為20min;[0023] 步驟10:噴涂耐磨材料:[0024] 耐磨材料選用Metco72F-NS,涂層厚度為0.35~0.40mm;[0025] 步驟11:磨涂層:[0026] 采用粒度為120-140的CBN砂輪,F(xiàn)=30mm/min,加工過(guò)程為粗磨——修整砂輪——精磨,其中粗磨ap=0.02mm,精磨ap=0.004mm;[0027] 步驟12:靜平衡:[0028] 夾具靜平衡不大于25g.mm,平衡轉(zhuǎn)速為1050r/min;[0029] 步驟13:涂干膜潤(rùn)滑劑:[0030] 干膜選用牌號(hào)HM-300耐高溫石墨基干膜潤(rùn)滑劑;工藝過(guò)程為除油——干燥——保護(hù)非噴涂表面——吹砂——噴涂——固化;吹砂采用280~320目的剛玉砂,風(fēng)壓采用0.3MPa~0.4MPa,吹砂噴嘴到整體葉盤(pán)距離為100mm~200mm,吹砂噴嘴與整體葉盤(pán)之間角度為45°~90°;噴涂時(shí)間控制在距離吹砂結(jié)束2h以?xún)?nèi),環(huán)境溫度為12℃~35℃,相對(duì)濕度不大于70%,壓力為0.15MPa~0.26MPa,噴槍的噴嘴與整體葉盤(pán)距離為150mm~250mm,與整體葉盤(pán)成70°~90°角度;固化過(guò)程參數(shù):升溫至150℃±10℃,保溫30min,繼續(xù)升溫至190℃~205℃,保溫1~2小時(shí),自然冷卻至室溫;
[0031] 步驟14:濕吹砂:[0032] 壓力為0.2MPa~0.4MPa,濕吹砂機(jī)噴嘴與整體葉盤(pán)表面成45°~90°夾角,濕吹砂機(jī)噴嘴與整體葉盤(pán)距離為127mm~254mm。[0033] 進(jìn)一步地,在步驟4中,在整體葉盤(pán)試驗(yàn)件上按照理論截面線(xiàn)進(jìn)行加工試驗(yàn),得出實(shí)際加工截面線(xiàn),統(tǒng)計(jì)分析出距葉尖1/3部位各截面線(xiàn)最大偏差,將實(shí)際加工截面線(xiàn)超出理論截面線(xiàn)的數(shù)值補(bǔ)償?shù)侥P椭?,形成加工補(bǔ)償截面線(xiàn),從而獲得供加工使用的工藝模型。[0034] 本發(fā)明具有以下有益的效果:[0035] 本發(fā)明不僅能夠縮短鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工周期,還可以節(jié)省工裝刀具制造費(fèi)用,并且極大提高零件成型后尺寸精度及表面質(zhì)量狀態(tài)。附圖說(shuō)明[0036] 圖1為整體葉盤(pán)與焊接件焊接部位示意圖;[0037] 圖2為原加工后葉型狀態(tài)示意圖;[0038] 圖3為葉尖變形反補(bǔ)償后葉型狀態(tài)示意圖。具體實(shí)施方式[0039] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。[0040] 一種鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法,包括以下步驟:[0041] 步驟1:分別加工整體葉盤(pán)及焊接件:[0042] 整體葉盤(pán)盤(pán)體鼓筒內(nèi)壁加工至最終狀態(tài),整體葉盤(pán)盤(pán)體鼓筒外壁、整體葉盤(pán)外端型面及葉片保留1mm余量,焊接件加工至保留余量1mm狀態(tài);在整體葉盤(pán)與焊接件連接部位增加長(zhǎng)度為14mm、高度為8mm的工藝安裝邊,保證車(chē)削盤(pán)體工藝的加工基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換后,仍保持加工基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致;[0043] 步驟2:將整體葉盤(pán)與焊接件焊接:[0044] 焊口間隙在0.03mm以下,鎖底部位厚度為6.5mm,裝配過(guò)盈量控制在0.02mm~0.06mm,裝配后檢查磁通量密度不大于1×10-4T;采用4點(diǎn)均布對(duì)稱(chēng)定位焊接,定位焊接錯(cuò)位小于0.1mm,焊接周向大于360°;整體葉盤(pán)與焊接件焊接部位如圖1所示;
[0045] 步驟3:時(shí)效熱處理:[0046] 加熱前,將真空室內(nèi)壓強(qiáng)抽至0.067Pa以下,加熱、保溫過(guò)程中,真空室內(nèi)壓強(qiáng)小于0.067Pa;升溫時(shí)間為1.5h~2.5h,保溫時(shí)間為8h~8.25h,降溫時(shí)充0.2MPa~0.4MPa氬氣冷至80℃以下;
[0047] 步驟4:銑削葉片:[0048] 速度環(huán)增益為6575,有效地避免殘余應(yīng)力的影響;加工參數(shù)選用F=1273mm/min,控制葉片進(jìn)排氣邊緣形狀;[0049] 步驟5:對(duì)葉型及流道進(jìn)行振動(dòng)光飾:[0050] 采用無(wú)島式振動(dòng)光飾機(jī),配比比例為1%~3%的磨液,保證葉型及流道表面粗糙度;[0051] 步驟6:精加工焊接件內(nèi)外型面:[0052] 利用工藝安裝邊,將整體葉盤(pán)裝夾緊固;整體葉盤(pán)直線(xiàn)部位走刀采用ap=0.8mm,fn=0.2mm/r,n=30r/min,斜線(xiàn)部位走刀采用ap=0.8mm,fn=0.15mm/r,n=25r/min,圓角部位走刀采用ap=0.3mm,fn=0.07mm/r,n=20r/min,獲得較好的表面質(zhì)量;[0053] 步驟7:鉆削孔系及銑槽型:[0054] 刀具最小懸伸為100mm,鉆孔:F=100mm/min,鉸孔:F=50mm/min,銑槽:F=200mm/min;[0055] 步驟8:插削外花鍵:[0056] 沖程速度為40~60次/分,切削深度:ap=0.01~0.8mm;[0057] 步驟9:滲透檢驗(yàn)整體葉盤(pán)全部表面:[0058] 乳化時(shí)間≤120s,滲透時(shí)間為30min,顯像時(shí)間為20min;[0059] 步驟10:噴涂耐磨材料:[0060] 耐磨材料選用Metco72F-NS,涂層厚度為0.35~0.40mm;[0061] 步驟11:磨涂層:[0062] 采用粒度為120-140的CBN砂輪,F(xiàn)=30mm/min,加工過(guò)程為粗磨——修整砂輪——精磨,其中粗磨ap=0.02mm,精磨ap=0.004mm;[0063] 步驟12:靜平衡:[0064] 夾具靜平衡不大于25g.mm,平衡轉(zhuǎn)速為1050r/min;[0065] 步驟13:涂干膜潤(rùn)滑劑:[0066] 干膜選用牌號(hào)HM-300耐高溫石墨基干膜潤(rùn)滑劑;工藝過(guò)程為除油——干燥——保護(hù)非噴涂表面——吹砂——噴涂——固化;吹砂采用280~320目的剛玉砂,風(fēng)壓采用0.3MPa~0.4MPa,吹砂噴嘴到整體葉盤(pán)距離為100mm~200mm,吹砂噴嘴與整體葉盤(pán)之間角度為45°~90°;噴涂時(shí)間控制在距離吹砂結(jié)束2h以?xún)?nèi),環(huán)境溫度為12℃~35℃,相對(duì)濕度不大于70%,壓力為0.15MPa~0.26MPa,噴槍的噴嘴與整體葉盤(pán)距離為150mm~250mm,與整體葉盤(pán)成70°~90°角度;固化過(guò)程參數(shù):升溫至150℃±10℃,保溫30min,繼續(xù)升溫至190℃~205℃,保溫1~2小時(shí),自然冷卻至室溫;
[0067] 步驟14:濕吹砂:[0068] 壓力為0.2MPa~0.4MPa,濕吹砂機(jī)噴嘴與整體葉盤(pán)表面成45°~90°夾角,濕吹砂機(jī)噴嘴與整體葉盤(pán)距離為127mm~254mm。[0069] 在步驟4中,在整體葉盤(pán)試驗(yàn)件上按照理論截面線(xiàn)進(jìn)行加工試驗(yàn),得出實(shí)際加工截面線(xiàn),如圖2所示,統(tǒng)計(jì)分析出距葉尖1/3部位各截面線(xiàn)最大偏差,將實(shí)際加工截面線(xiàn)超出理論截面線(xiàn)的數(shù)值補(bǔ)償?shù)侥P椭?,形成加工補(bǔ)償截面線(xiàn),如圖3所示,從而獲得供加工使用的工藝模型,提高葉片銑削成型質(zhì)量,保證葉尖1/3部位扭角與位置度要求。[0070] 采用本發(fā)明鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法,可極大提高零件成型后尺寸精度及表面質(zhì)量狀態(tài)。[0071] 上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施,并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
聲明:
“鈦合金焊接式整體葉盤(pán)加工方法” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)