本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造，尤其涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法、定位工裝及渦輪。

背景技術(shù)：

1、渦輪是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件之一，在燃燒室形成高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)著渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪由渦輪盤和渦輪葉片組成，渦輪葉片通過(guò)其根部的榫頭與渦輪盤的斜榫槽聯(lián)接安裝，渦輪盤是主要的承力零件。它與其他渦輪轉(zhuǎn)子零件一起將高溫、高壓燃?xì)獾膭?dòng)能與熱能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，從而帶動(dòng)壓氣機(jī)與其他附件工作。

2、渦輪盤工作條件極其惡劣，工作時(shí)要承受氣動(dòng)、離心、溫度等復(fù)雜載荷，各個(gè)部位所承受的應(yīng)力和溫度均不相同。渦輪盤對(duì)材料的力學(xué)性能要求較高，特別是在使用溫度范圍內(nèi)要有盡可能高的低周疲勞壽命和持久性能，以及良好的抗蠕變性能。

3、目前，渦輪盤采用粉末高溫合金(如fgh4096等)熱等靜壓成型，fgh4096合金具有較高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性能、優(yōu)異的耐腐蝕性以及抗高溫氧化性能。但粉末高溫和導(dǎo)熱性能差、熱強(qiáng)性好、硬度高，外加渦輪盤榫頭槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致目前使用的傳統(tǒng)加工工藝加工渦輪盤異常困難，而目前傳統(tǒng)加工工藝流程為：餅坯粗車、退火、半精車各個(gè)表面、退火、車削基準(zhǔn)、磨基準(zhǔn)及內(nèi)孔、精車各表面、拉削榫槽試件、拉削榫槽、拋光榫槽、磨基準(zhǔn)、鉆、鏜安裝邊及銑槽、去毛刺、清洗、檢測(cè)等，加工工序繁雜，加工時(shí)間長(zhǎng)，影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工效率。

4、因此，亟需航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法、定位工裝及渦輪，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，加工工序少，無(wú)繁瑣的拉削、磨、鉆、鏜等傳統(tǒng)工序，熱處理過(guò)程只有一次，提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工效率。

2、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，用于加工高速渦輪盤，所述高速渦輪盤具有盤心孔和銷孔，所述盤心孔位于所述高速渦輪盤的中心位置，所述高速渦輪盤的外緣沿其自身圓周方向設(shè)置有斜榫槽，所述斜榫槽與所述銷孔連通設(shè)置，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法包括如下步驟：

4、s100：選取渦輪餅坯，所述渦輪餅坯具有第一端面和第二端面，加工所述第一端面形成第一基準(zhǔn)面，加工所述第二端面沿所述渦輪餅坯的圓周方向形成第二基準(zhǔn)面；

5、s200：加工所述渦輪餅坯形成所述高速渦輪盤的所述盤心孔；

6、s300：將壓板壓緊于所述第一基準(zhǔn)面，固定環(huán)壓緊于所述第二基準(zhǔn)面，且所述固定環(huán)貼合于所述第二端面；

7、s400：通過(guò)切割設(shè)備對(duì)所述渦輪餅坯進(jìn)行切割形成所述高速渦輪盤的所述斜榫槽，然后對(duì)所述斜榫槽進(jìn)行退火加工；

8、s500：通過(guò)電火花穿孔機(jī)對(duì)所述渦輪餅坯加工形成所述高速渦輪盤的所述銷孔，所述銷孔用于固定渦輪葉片。

9、優(yōu)選地，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法還包括位于s100之前的：

10、s10：夾持所述渦輪餅坯，粗加工所述渦輪餅坯的外圓，確定外圓基準(zhǔn)面。

11、優(yōu)選地，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法還包括位于s10和s100之間的：

12、s20：基于所述外圓基準(zhǔn)面，找正所述渦輪餅坯的中心。

13、優(yōu)選地，半精加工所述渦輪餅坯，并控制所述第一基準(zhǔn)面和所述第二基準(zhǔn)面的平整度以及沿所述渦輪餅坯的圓周方向的跳動(dòng)控制度。

14、優(yōu)選地，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法還包括位于s300和s400之間的：

15、s310：通過(guò)連接支柱將所述渦輪餅坯、所述壓板以及所述固定環(huán)固定于所述切割設(shè)備上。

16、優(yōu)選地，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法還包括：

17、s600：精加工所述渦輪餅坯的外圓、所述第一端面和所述第二端面。

18、優(yōu)選地，所述切割設(shè)備設(shè)置為七軸線精密線切割設(shè)備。

19、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的定位工裝，適用于上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的定位工裝包括：

20、壓板，所述壓板位于所述第一端面并壓緊于所述第一基準(zhǔn)面，所述壓板用于定位所述渦輪餅坯；

21、固定環(huán)，所述固定環(huán)的內(nèi)圈壓緊于所述第二基準(zhǔn)面，且所述固定環(huán)與所述第二端面相貼合，所述固定環(huán)用于固定所述渦輪餅坯。

22、優(yōu)選地，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的定位工裝還包括：

23、連接支柱，所述連接支柱的一端連接于所述固定環(huán)，所述連接支柱的另一端固定連接于所述切割設(shè)備。

24、根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供渦輪，所述渦輪包括高速渦輪盤，所述高速渦輪盤采用上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法加工而成。

25、本發(fā)明的有益效果為：

26、本發(fā)明提供的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法、定位工裝及渦輪，該航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法為選取渦輪餅坯，渦輪餅坯具有第一端面和第二端面，加工第一端面形成第一基準(zhǔn)面，加工第二端面沿渦輪餅坯的圓周方向形成第二基準(zhǔn)面，加工渦輪餅坯形成高速渦輪盤的盤心孔，將壓板壓緊于第一基準(zhǔn)面，固定環(huán)壓緊于第二基準(zhǔn)面，且固定環(huán)貼合于第二端面，通過(guò)切割設(shè)備對(duì)渦輪餅坯進(jìn)行切割形成高速渦輪盤的斜榫槽，然后對(duì)斜榫槽進(jìn)行退火加工，通過(guò)電火花穿孔機(jī)對(duì)渦輪餅坯加工形成高速渦輪盤的銷孔，銷孔用于固定渦輪葉片。加工工序少，無(wú)繁瑣的拉削、磨、鉆、鏜等傳統(tǒng)工序，熱處理過(guò)程只有一次，而且相對(duì)于傳統(tǒng)加工工藝需要幾天時(shí)間加工，大大提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工效率。

技術(shù)特征：

1.航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，用于加工高速渦輪盤(100)，所述高速渦輪盤(100)具有盤心孔(101)和銷孔(102)，所述盤心孔(101)位于所述高速渦輪盤(100)的中心位置，所述高速渦輪盤(100)的外緣沿其自身圓周方向設(shè)置有斜榫槽(103)，所述斜榫槽(103)與所述銷孔(102)連通設(shè)置，其特征在于，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，其特征在于，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法還包括位于s100之前的：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，其特征在于，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法還包括位于s10和s100之間的：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，其特征在于，半精加工所述渦輪餅坯(200)，并控制所述第一基準(zhǔn)面(203)和所述第二基準(zhǔn)面(204)的平整度以及沿所述渦輪餅坯(200)的圓周方向的跳動(dòng)控制度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，其特征在于，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法還包括位于s300和s400之間的：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，其特征在于，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，其特征在于，所述切割設(shè)備設(shè)置為七軸線精密線切割設(shè)備。

8.航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的定位工裝，其特征在于，適用于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的定位工裝包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的定位工裝，其特征在于，所述航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的定位工裝還包括：

10.渦輪，所述渦輪包括高速渦輪盤(100)，其特征在于，所述高速渦輪盤(100)采用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法加工而成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，公開了航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法、定位工裝及渦輪，該航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工方法為選取渦輪餅坯，加工第一端面形成第一基準(zhǔn)面，加工第二端面形成第二基準(zhǔn)面，加工渦輪餅坯形成高速渦輪盤的盤心孔，將壓板壓緊于第一基準(zhǔn)面，固定環(huán)壓緊于第二基準(zhǔn)面，且固定環(huán)貼合于第二端面，通過(guò)切割設(shè)備對(duì)渦輪餅坯進(jìn)行切割形成高速渦輪盤的斜榫槽，然后對(duì)斜榫槽進(jìn)行退火加工，通過(guò)電火花穿孔機(jī)對(duì)渦輪餅坯加工形成高速渦輪盤的銷孔，加工工序少，熱處理過(guò)程只有一次，而且相對(duì)于傳統(tǒng)加工工藝需要幾天時(shí)間加工，大大提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速渦輪盤的加工效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王石柱,邱法增,許瑞春,陸宇浩,王金春
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海尚實(shí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9