一種燃氣渦輪盤加工方法與流程

本發明涉及機械加工技術領域，特別涉及一種燃氣渦輪盤加工方法。

背景技術：

燃氣渦輪是航空發動機上具有關鍵特性的核心部件。其中，燃氣渦輪中的燃氣渦輪盤的制造質量對于燃氣渦輪甚至發動機和飛機的可靠性、安全壽命等都會產生重要影響。但是，燃氣渦輪盤的表面尺寸精度高，基準表面形狀公差嚴，主要表面之間相互位置要求的項目多，且位置公差小，表面精度高。要同時保證這些高精度要求，加工難度很大。

現有技術中，燃氣渦輪盤的成品結構如圖1中所示。為了便于說明和理解，將位于最大外圓4兩側的兩個側端分別命名為第一側端F和第二側端S，第一側端F的加工型面包括第一中間端面3、第一內孔面61、位于第一中間端面3和第一內孔面61之間的第一中間型面(包括第一外圓5及其周圍型面)，第二側端S的加工型面包括第二中間端面2、第二內孔面62、位于第二中間端面2和第二內孔面62之間的第二中間型面(包括第二外圓1及其周圍型面)。

此外，用于制造燃氣渦輪盤的待加工零件一般包括待加工的最大外圓，待加工的第一側端和待加工的第二側端分別位于待加工的最大外圓的兩側，待加工的第一側端的型面包括待加工的第一中間端面、待加工的第一內孔面、待加工的第一中間型面，待加工的第二側端的型面包括待加工的第二中間端面、待加工的第二內孔面、待加工的第二中間型面。

為了便于說明，在本文中：

“待加工的最大外圓”和成品中的“最大外圓4”，由于位置相同，均稱為“最大外圓4”；

“待加工的第一側端”和成品中的“第一側端F”，由于位置相同，均稱為“第一側端F”；

“待加工的第二側端”和成品中的“第二側端S”，由于位置相同，均稱為“第二側端S”；

“待加工的第一中間端面”和成品中的“第一中間端面3”，由于位置相同，均稱為“第一中間端面3”；

“待加工的第一內孔面”和成品中的“第一內孔面61”，由于位置相同，均稱為“第一內孔面61”；

“待加工的第一中間型面”和成品中的“第一中間型面”，由于位置相同，均稱為“第一中間型面”；

“待加工的第一外圓”和成品中的“第一外圓5”，由于位置相同，均稱為“第一外圓5”；

“待加工的第二中間端面”和成品中的“第二中間端面2”，由于位置相同，均稱為“第二中間端面2”；

“待加工的第二內孔面”和成品中的“第二內孔面62”，由于位置相同，均稱為“第二內孔面62”；

“待加工的第二中間型面”和成品中的“第二中間型面”，由于位置相同，均稱為“第二中間型面”；

“待加工的第二外圓”和成品中的“第二外圓1”，由于位置相同，均稱為“第二外圓1”。

現有技術中，制造燃氣渦輪盤的精車過程基本如下：

1)以最大外圓4定位夾緊，車削位于第二側端S的第二外圓1和第二中間端面2，作為后續加工基準；(如圖2所示，大箭頭處為夾持位置)

2)以第二外圓1定位夾緊，支靠第二中間端面2，精車削第一側端F的加工型面，此時，由于卡爪夾緊的是第二外圓1，故整個零件的中心軸線以第二外圓1的中心軸線c為準；(如圖3所示，大箭頭處為夾持位置)

3)以精車后的最大外圓4定位夾緊，精車削第二側端S的加工型面，此時，由于卡爪夾緊的是精車后的最大外圓4，故整個零件的中心軸線以精車后的最大外圓4的中心軸線d為準。(如圖4所示，大箭頭處為夾持位置)

現有技術中這種加工方法存在很多缺陷：

精加工零件兩側端的型面時，兩次定位夾緊的位置不同，一個是“以精車前的第二外圓1定位夾緊”，另一個是“以精車后的最大外圓4定位夾緊”，在兩次進行夾緊時，零件的中心軸線分別參照精車前的第二外圓1的中心軸線c和精車后的最大外圓4的中心軸線d，由于待加工零件中，中心軸線c和中心軸線d之間的同軸度可能存在偏差、精度不高，從而兩次裝夾過程中參照的中心軸線容易發生偏擺，從而，難以保證燃氣渦輪盤成品兩側型面之間相互要求；而且，由于兩次裝夾過程中定位夾緊的位置不同，參照的中心軸線容易發生偏擺，從而燃氣渦輪盤成品的最大外圓4的表面銜接處N和中心孔的表面銜接處M，均難以保證不會出現接刀臺現象。

可見，在上述燃氣渦輪盤的精加工過程中，各表面加工順序不合理，裝夾定位方式不一致，使得精車工序的生產準備時間過長，生產效率低，并且，零件兩側端之間相互要求難以保證。

因此，如何優化燃氣渦輪盤的加工方式，以保證加工質量和精度、提高生產效率、降低成本，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種燃氣渦輪盤加工方法，采用統一的裝夾定位位置，并優化了加工方式，能夠提高產品的加工質量和精度，提高生產效率，降低成本。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種燃氣渦輪盤加工方法，用于制造所述燃氣渦輪盤的待加工零件包括最大外圓，以及位于所述最大外圓兩側的第一側端和第二側端，所述精加工方法包括：

步驟一，夾持所述第一側端定位，將所述最大外圓精加工到位，并對所述第二側端用于夾裝支靠的支靠端面進行半精加工；

步驟二，夾持所述最大外圓定位，并支靠所述支靠端面，將所述第一側端的加工型面精加工到位；

步驟三，夾持所述最大外圓定位，將所述第二側端的加工型面精加工到位。

優選地，在上述加工方法中，所述第一側端的加工型面包括第一中間端面、第一內孔面、位于所述第一中間端面和所述第一內孔面之間的第一中間型面；

所述第二側端的加工型面包括第二中間端面、第二內孔面、位于所述第二中間端面和所述第二內孔面之間的第二中間型面；

其中，所述第一內孔面和所述第二內孔面構成所述待加工零件的中心孔。

優選地，在上述加工方法中，所述步驟一為：

夾持所述第一中間型面的第一外圓定位，并支靠所述第一中間端面，將所述最大外圓精加工到位，并對所述第二中間端面進行半精加工。

優選地，在上述加工方法中，所述步驟二為：

夾持所述最大外圓定位，并支靠所述第二中間端面，將所述第一中間端面、所述第一內孔面和所述第一中間型面精加工到位；

所述步驟三為，夾持所述最大外圓定位，并支靠所述第一中間端面，將所述第二中間端面、所述第二內孔面和所述第二中間型面精加工到位。

優選地，在上述加工方法中，將所述第一側端的加工型面、所述第二側端的加工型面分別精加工到位后，采用中心孔磨床精加工所述待加工零件兩端的中心孔。

優選地，在上述加工方法中，所述待加工零件兩端的所述中心孔精加工到位后，精磨所述待加工零件中精度要求相對較高的型面。

優選地，在上述加工方法中，磨工采用兩頂尖頂住所述待加工零件兩端的所述中心孔后，精磨所述待加工零件中所述精度要求相對較高的型面。

優選地，在上述加工方法中，夾持所述第一外圓時，和/或夾持所述最大外圓時，采用軟爪進行夾持定位。

優選地，在上述加工方法中，所述最大外圓精加工到位后，精車所述第一側端的加工型面和所述第二側端的加工型面時，采用同一軟爪夾持所述最大外圓。

優選地，在上述加工方法中，所述第二中間型面的第二外圓上設置有標印，在所述最大外圓、所述第一側端的加工型面精加工到位后，且在所述第二側端的加工型面精加工前，將所述標印轉標至所述第一中間端面上。

從上述技術方案可以看出，本發明提供的燃氣渦輪盤加工方法中，先精加工燃氣渦輪盤第一側端的加工型面，然后精加工第二側端的加工型面，兩次精加工過程中的裝夾位置均為夾持精車后的最大外圓。從而可見，本發明提供的燃氣渦輪盤加工方法，采用了統一的裝夾定位位置，優化了加工方式，從而能夠滿足燃氣渦輪盤成品中兩個側端型面之間對于同軸度的精度要求，避免裝夾位置不統一帶來的精度隱患；而且，由于加工燃氣渦輪盤中兩個側端型面時，同軸度精度較高，從而能夠避免燃氣渦輪盤成品中最大外圓的表面銜接處和中心孔的表面銜接處出現接刀臺現象，以保證產品表面質量。此外，本發明提供的燃氣渦輪盤加工方法，采用統一的裝夾定位，故不用更換夾具設備和刀具，減少精加工過程中準備時間，有助于提高生產效率。

綜上可見，本發明提供的燃氣渦輪盤加工方法，與現有技術相比，由于采用了統一的裝夾定位位置，優化了加工方式，從而不僅提高了產品的表面加工質量和精度，交出質量更好的合格零件，而且能夠提高生產效率，降低生產成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中燃氣渦輪盤的側剖圖；

圖2為現有技術中夾緊最大外圓并車削燃氣渦輪盤的第二側端作為后續加工基準時的加工示意圖；

圖3為現有技術中夾緊第二外圓并精車削燃氣渦輪盤的第一側端時的加工示意圖；

圖4為現有技術中夾緊最大外圓并精車削燃氣渦輪盤的第二側端時的加工示意圖；

圖5為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中夾緊第一外圓并精車削最大外圓和半精車第二中間端面時的加工示意圖；

圖6為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中夾緊最大外圓并精車削第一側端時的加工示意圖；

圖7為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中夾緊最大外圓并精車削第二側端時的加工示意圖；

圖8為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中精磨中心孔時的加工示意圖；

圖9為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中精磨高精度型面時的加工示意圖。

1-第二外圓，2-第二中間端面，3-第一中間端面，4-最大外圓，5-第一外圓，6-中心孔，61-第一內孔面，62-第二內孔面。

A、B-加工要求標注符號，

c-精車前的第二外圓1的中心軸線，

d-精車后的最大外圓4的中心軸線，

M-燃氣渦輪盤成品的中心孔的表面銜接處，

N-燃氣渦輪盤成品的最大外圓4的表面銜接處，

F-第一側端，S-第二側端。

具體實施方式

本發明公開了一種燃氣渦輪盤加工方法，采用統一的裝夾定位位置，并優化了加工方式，能夠提高產品的加工質量和精度，提高生產效率，降低成本。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖5至圖9，圖5為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中夾緊第一外圓并精車削最大外圓和半精車第二中間端面時的加工示意圖，圖6為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中夾緊最大外圓并精車削第一側端時的加工示意圖，圖7為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中夾緊最大外圓并精車削第二側端時的加工示意圖，圖8為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中精磨中心孔時的加工示意圖，圖9為本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中精磨高精度型面時的加工示意圖。

如上文中所述，燃氣渦輪盤和用于制造燃氣渦輪盤的待加工零件，均包括最大外圓4，以及位于最大外圓4兩側的第一側端F和第二側端S。

本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法，包括：

步驟一，夾持第一側端F定位，將最大外圓4精加工到位，并對第二側端S用于夾裝支靠的支靠端面進行半精加工；

步驟二，夾持最大外圓4定位，并支靠第二側端中的上述支靠端面，將第一側端F的加工型面精加工到位；

步驟三，夾持最大外圓4定位，將第二側端S的加工型面精加工到位。

可見，在上述燃氣渦輪盤加工方法中，先精加工燃氣渦輪盤第一側端F的加工型面，然后精加工第二側端S的加工型面，并且兩次精加工過程中的裝夾位置均為夾持精車后的最大外圓4。從而可見，本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法，采用了統一的裝夾定位位置，優化了加工方式，從而能夠滿足燃氣渦輪盤成品中兩個側端型面之間對于同軸度的精度要求，避免裝夾位置不統一帶來的精度隱患；而且，由于加工燃氣渦輪盤中兩個側端型面時，同軸度精度較高，從而能夠避免燃氣渦輪盤成品中最大外圓4的表面銜接處和中心孔的表面銜接處出現接刀臺現象，以保證產品表面質量。

此外，本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法，采用統一的裝夾定位，故不用更換夾具設備和刀具，減少精加工過程中準備時間，有助于提高生產效率。

綜上可見，本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法，與現有技術相比，由于采用了統一的裝夾定位位置，優化了加工方式，從而不僅提高了產品的表面加工質量和精度，交出質量更好的合格零件，而且能夠提高生產效率，降低生產成本。

在具體實施例中，如圖5所示，燃氣渦輪盤的第一側端的加工型面包括第一中間端面3、第一內孔面61、位于第一中間端面3和第一內孔面61之間的第一中間型面(包括第一外圓5及其周圍型面)；第二側端的加工型面包括第二中間端面2、第二內孔面62、位于第二中間端面2和第二內孔面62之間的第二中間型面(包括第二外圓1及其周圍型面)；其中，第一內孔面61和第二內孔面62構成待加工零件的中心孔6。

在具體實施例中，上述燃氣渦輪盤加工方法中的步驟一具體為(如圖5所示，圖中大箭頭為夾持位置)：夾持第一側端的第一外圓5定位，并支靠第一中間端面3，將最大外圓4精加工到位，并對第二中間端面2進行半精加工，從而為后續使用統一的定位外圓做好基礎。一般情況下，燃氣渦輪盤成品中的最大外圓4為榫槽外圓，從而最大外圓4的精加工工序包括精車榫槽外圓。

上述燃氣渦輪盤加工方法中的步驟二具體為：夾持最大外圓4定位(如圖6所示，圖中大箭頭為夾持位置)，并支靠第二中間端面2，將第一側端F的加工型面(包括第一中間端面3、第一內孔面61和第一中間型面)精加工到位。

上述燃氣渦輪盤加工方法中的步驟三具體為：夾持最大外圓4定位(如圖7所示，圖中大箭頭為夾持位置)，并支靠第一中間端面3，將第二側端S的加工型面(包括第二中間端面2、第二內孔面62和第二中間型面)精加工到位。

可見，本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中，要保護的核心是，精加工燃氣渦輪盤的第一側端F和第二側端S時均夾持最大外圓4，即采用統一的裝夾方式。

本文中，對于第一側端F和第二側端S的命名，只是為了說明是燃氣渦輪盤中位置相對的兩個側端，并不具體限定具體是燃氣渦輪盤中什么結構的側端。因此，本發明對于燃氣渦輪盤兩個側端的先后加工順序并不做具體限定。

在實際生產過程中，上述燃氣渦輪盤加工方法已經用于各種燃氣渦輪盤的加工工藝中，效果很好，大大減少了精加工周期，提高了生產效率，保證了零件兩個側端型面的表面質量、精度以及相互要求，使得零件更進一步地滿足設計要求。例如，圖9所示的渦輪盤成品，采用本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法，與采用現有技術中的加工方法相比，不僅產品質量和精度以及產品合格率均有所提高，而且其精加工周期縮短為原來的75％。

在優選的具體實施例中，上述燃氣渦輪盤加工方法中還包括，將第一側端的加工型面和第二側端的加工型面分別精加工到位后，采用中心孔磨床精加工待加工零件兩端的中心孔，保證其同軸度在0.01mm以內，請參照圖8；進一步地，待加工零件兩端的中心孔精加工到位后，精磨待加工零件的高精度型面(即精度要求相對較高的型面)，具體為，磨工采用兩頂尖頂住待加工零件兩端的中心孔后，精磨待加工零件的高精度型面，請參照圖9。

在優選的具體實施例中，上述燃氣渦輪盤加工方法中，夾持最大外圓4時，或者夾持第一外圓5時，均采用軟爪進行夾持定位，以保證最大外圓4的型面不受損傷。并且，在上述加工方法中，最大外圓4精加工到位后，精車第一側端的加工型面和第二側端的加工型面時，采用同一軟爪夾持夾持最大外圓4。

為了進一步優化上述技術方案，本發明實施例提供的燃氣渦輪盤加工方法中，在第二中間型面的第二外圓1上設置有標印(一般標印有軸頸位置)，在最大外圓4、第一側端的加工型面精加工到位后，且在第二側端的加工型面精加工前，將標印轉標至第一中間端面3上，以便于記錄加工流程。但是，對于標印的具體設置方式，本領域技術人員可根據實際情況進行設置，本發明對此不做具體限定。

在此需要說明的是，本發明提供的加工方法，并不局限于圖1至圖4或圖5至圖9所示結構的燃氣渦輪盤，也可以適用于其它結構形式的燃氣渦輪盤，只要該燃氣渦輪盤的結構中包括最大外圓，以及位于最大外圓兩側的第一側端和第二側端，而且第一側端和第二側端之間的加工要求相互關聯(例如同軸度精度要求)即可適用。本發明對于燃氣渦輪盤的具體結構不做限定。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。