一种航空发动机用轴承环加工方法技术

本发明专利技术涉及一种航空发动机用轴承环加工方法，属于航空发动机零件的超精加工领域。该方法包括：步骤一、预制轴承环半成品；步骤二、磁粉探伤轴承环表面；步骤三、预制基准面；步骤四、粗磨削轴承环表面；步骤五、重置基准面；步骤六、圆度仪检测轴承环两侧面；步骤七、精磨轴承环；步骤八、磁粉探伤检查轴承环；步骤九、三座测量机检查工件几何尺寸；步骤十、表面粗糙度仪检查轴承环表面。本方法采用圆度仪检测轴承环两端形状、位置尺寸，有效的控制磨削轴承环轨道面的基准状态;本发明专利技术能保证轴承环轨道面达到IT0‑IT1级的几何精度，合格率达到90%以上。

A machining method for bearing ring for aero engine

The invention relates to a processing method of bearing ring for aero engine, which belongs to the ultra precision machining field of aero engine parts. The method comprises the steps of: prefabricated, bearing ring semi-finished products; step two, magnetic bearing ring surface; step three, prefabricated datum; step four, coarse grinding bearing ring surface; step five, reset the datum; step six, roundness instrument bearing ring two side; step seven, grinding the bearing ring step eight, magnaflux inspection; bearing rings; step nine, three inspection measuring machine workpiece geometry; step ten, the surface roughness of bearing ring surface inspection instrument. This method uses the roundness instrument to detect bearing ring at the two ends of shape and position dimensions, reference state control of grinding bearing ring rail surface effectively; the geometric accuracy of the invention can ensure to reach IT0 IT1 bearing ring rail surface, more than 90% pass rate.

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机用轴承环加工方法
本专利技术属于航空发动机用零件的超精加工
，具体涉及一种航空发动机用轴承环的加工方法。
技术介绍
TRENT1000型发动机中压涡轮轴颈为发动机转子零件，属承力关键零件。轴颈前端为发动机中压发动机轴承内套圈，与滚柱、轴承外套圈、保持器装配组成中压轴前支点。轴颈处于发动机中压涡轮前端，轴颈后段法兰与中压一级涡轮盘联接，工作温度在800度以上。为满足发动机对轴颈的性能要求，轴颈前段的轴承环由滚动轴承钢制成，后段由镍基高温合金制成，两种材料焊接在一起构成轴颈组件。轴承环厚度为7.5mm，轨道表面几何尺寸精度等级为IT1，圆度要求5微米，尺寸公差为15微米，表面硬度不低于670HV，硬化层厚度1.00-2.00mm。该零件为航空发动机重要件，质量关系到发动机的性能及飞机安全。若采用传统加工方法，为保证轴承环表面的几何精度，需多次磨削轴承环，多次的加工会在零件内部积聚内应力，产生严重的加工变形，并且很难控制，直接会影响到轴承环的加工精度，另外，多次的加工会减薄轴承环面硬化层的厚度。传统加工产生较多的次品或废品，严重影响成品质量和生产效率。
技术实现思路
针对现有轴承环加工制造水平，与轴承环产品技术要求存在差距的问题，本专利技术提供一种航空发动机用轴承环加工方法，采用该方法可解决高硬度轴承环超精加工合格率低的问题。为实现上述目的，一种滚动轴承钢与镍基高温合金组成的轴颈的加工方法，包括如下步骤：（1）预制轴承环半成品。轴承环除轴承环轨道面和前、后端端面外，均应制成至最终图纸状态，端面留0.2mm余量层，轴承环留0.16-0.2mm余量层。轴承环半成品做完全热处理，达到轴承环最终要求的材料性能；（2）磁粉探伤检查轴承环表面；（3）预制基准面；（4）粗磨削轴承环表面。圆周表面被完全磨削到，立即停止磨削；（5）重置基准面。重磨轴承环一侧端面。用内圆磨床磨轴承环另一侧端面；（6）圆度仪检测轴承环两侧轴承环端面形状位置尺寸；（7）精磨削轴承环。采用粗磨、半精磨、精磨三个阶段实施轴承环最终磨削；（8）磁粉探伤检查轴承环表面；（9）三坐标测量机检查工件几何尺寸；（10）表面粗糙度仪检查轴承环表面。所述步骤（2）中研磨机研磨轴承环一端，保证被磨削表面全部见光。圆平磨磨轴承环另一端，保证被磨削端面平面度小于0.02mm。步骤（7）磨削采用砂轮表面速度30m/s，工件被磨削表面速度18m/s，砂轮进给量：精磨0.0046mm/min、半精磨0.0231mm/min、粗磨0.0461mm/min。对成品的轴承环轨道表面做磁粉探伤，检查结果，未发现有裂纹等缺陷。采用三坐标测量机检查加工后的轴承环几何尺寸，其检查结果完全符合预期的图纸要求，轴承环轨道表面圆度小于0.005mm，轴承环轨道表面相对于两端面垂直度小于0.01mm。采用粗糙度检测仪对轴承环表面进行检测，磨削后的轴承环表面粗糙度达到0.2μm要求，符合轴承环轨道的机械性能要求。沈阳黎明国际动力工业有限公司创造地专利技术了轴承环的加工方法。解决高硬度轴承环超精加工合格率低的问题。本加工方法根据轴承环的结构特点和加工设备的结构特点，制定有效的加工步骤和过程控制方法，并采用精密的夹持工具辅助加工，保证零件能够被可靠地加工。本加工方法的专利技术为黎明国际动力工业有限公司带来可观的经济效益。附图说明图1为轴承环示意图。图2为轴承环检测示意图,图中，件1—轴承环；件2—支架。图3为轴承环加工装具示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。采用模锻将10W3Cr滚动轴承钢加工出坯件，加工轴承环全部尺寸（见图1），包括：轴承环轨道型面，内型面油槽、油孔等结构。轴承环表面做硬化处理，达到最终材料性能状态，硬度值达最小670HV。磁粉检查轴承环表面，无裂纹视为合格。研磨轴承环一端端面，要求表面全部被磨削见光。研磨砂轮以141m/min表面速度消除表面不平。总材料去除厚度小于0.15mm。以研磨后的轴承端面为基准，采用圆平磨磨削轴承环另一端面，使其平面度不大于0.02mm。以轴承环两端面为基准用专用装具夹持轴颈磨削轴承环外圆，装具见附图3。零件被装入装具前，应在机床上检查装具定位面的跳动相对于轴线跳动不大于0.005。轴承环外圆应磨削最小材料并保证圆周形成连续磨削面。以62m/min的表面速度再次研磨轴承环端面，要求其研磨后平面度不大于0.005mm。研磨轴承环端面前应修整砂轮面，保证平整。在研磨正式零件前，先用一个与轴承环相同的废件，试磨削，起到精修砂轮表面的作用，消除砂轮上锋利的砂粒。砂轮表面变得光整、光亮后再正式磨削轴承环一端表面。磨削量控制在0.05以内。用内圆磨床以35m/s的表面速度再重磨轴承环另一端面，要求被磨削表面平面度小于0.005mm，相对于定位在机床上的轴承环端面平行度小于0.007mm。内圆磨磨削轴承环前，应重修内圆磨吸盘表面，要求其平面度小于0.002mm，被修整的吸盘表面应中心凹，外缘凸的形状。检测轴承环两端面的形状、位置尺寸。用专用支架，将轴承环放置在圆度仪回转工作台上（见图2）。只有经检测，轴承环两侧端面平面度符合0.005mm，两端面相对平行度小于0.007mm，才可以进行轴承环的最终磨削。用外圆磨床磨削轴承环外圆。磨削前，将轴承环专用装具架在外圆磨床的顶尖上。检查装具（见图3）两端定位面相对顶尖中心跳动小于0.005mm，否则，修整装具两端定位面。取下装具，装入轴承环。将装入轴承环的装具安装在外圆磨顶尖上。放松轴承环一端的压盖，找正轴承环跳动在对点0.01mm。用一个较小的力旋紧压盖，保证轴承环仅仅能被固定在装具上即可。另外在轴承环表面安装千分表，以监控轴承环在磨削过程的移动状态。以35m/s的表面速度磨削轴承环表面，以三个进给量0.0461mm/min、0.0231mm/min、0.0046mm/min分为粗磨、半精磨、精密加工。磨削过程中，监控压在轴承环面上的千分表指针读数，如发生变动，应立刻停止磨削操作。对轴承环面轨道面做硬度检查，判断是否由于硬化层被磨削而降低硬度，硬度检查位置不能临近孔及几何特征边缘。经检查，轴承环表面硬度高于670HV，符合轴承环面的机械性能要求对轴承环表面做磁粉探伤，以检查轴承环表面是否存在裂纹等危害轴承环性能的缺陷。检查结果，未发现有裂纹显示。采用三坐标测量机检查加工后的轴承环几何尺寸，其检查结果完全符合预期的图纸要求，采用圆度仪检查轴承环轨道表面圆度小于0.005mm。采用粗糙度检测仪对轴承环表面进行检测，经精密磨削后的轴承环表面粗糙度达到0.2μm要求，符合轴承环轨道的机械性能要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空发动机用轴承环的加工方法，其特征在于包括如下步骤：（1）预制轴承环半成品,轴承环除轴承环轨道面和前、后端端面外，均应制成至最终图纸状态，端面留0.2mm余量层，轴承环留0.16‑0.2mm余量层,轴承环半成品做完全热处理，达到轴承环最终要求的材料性能；（2）磁粉探伤检查轴承环表面；（3）预制基准面,研磨机研磨轴承环一端，保证被磨削表面全部见光;圆平磨磨轴承环另一端，保证被磨削端面平面度小于0.02mm；（4）粗磨削轴承环表面,圆周表面被完全磨削到，立即停止磨削；（5）重置基准面,重磨轴承环一侧端面,用内圆磨床磨轴承环另一侧端面；（6）圆度仪检测轴承环两侧轴承环端面形状位置尺寸；（7）精磨削轴承环,采用粗磨、半精磨、精磨三个阶段实施轴承环最终磨削；（8）磁粉探伤检查轴承环表面；（9）三坐标测量机检查工件几何尺寸；（10）表面粗糙度仪检查轴承环表面。

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机用轴承环的加工方法，其特征在于包括如下步骤：（1）预制轴承环半成品,轴承环除轴承环轨道面和前、后端端面外，均应制成至最终图纸状态，端面留0.2mm余量层，轴承环留0.16-0.2mm余量层,轴承环半成品做完全热处理，达到轴承环最终要求的材料性能；（2）磁粉探伤检查轴承环表面；（3）预制基准面,研磨机研磨轴承环一端，保证被磨削表面全部见光;圆平磨磨轴承环另一端，保证被磨削端面平面度小于0.02mm；（4）粗磨削轴承环表面,圆周表面被完全磨削到，立即停止磨削；（5）重置基准面,重磨轴承环一侧端面,用内圆磨床磨轴承环另一侧端面；（6）圆度仪检测轴承环两侧轴承环端面形状位置尺寸；（7...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文晖，于志涌，张洪波，王芝桥，
申请(专利权)人：沈阳黎明国际动力工业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21