【技术实现步骤摘要】
一种高速转子的制造方法
本专利技术涉及高速转轴加工检测领域，尤其是燃气轮机或微型燃气轮机发电机转子、电动涡轮增压器、超高速发电机等专用细长转子的批量生产加工及检测领域，具体涉及一种高速转子的制造方法。
技术介绍
通常高速转子需搭配非接触式轴承或高精度的滚珠轴承使用，故通常高速转子默认的应用前提就是高精度转子。而高速转子中，高速轴与高速盘的生产和质量检测、一致性控制一直是比较困难的，也是使用高速轴的产品大规模批量生产的主要技术障碍。尤其是涉及到需要装配电机磁芯的高速两段轴、三段轴。由于高速轴的精度要求高、装配难度高、成品率低，导致常见工艺的生产成本非常高，其中以废件浪费的材料和工时成本为主。其中精度要求包括但不限于表面光洁度(尤其使用空气轴承的场景下)、表面硬化处理、盘的热装垂直度、轴的同轴度(尤其是两段轴、三段轴的同轴度)、盘的加工和精密装配、热套工艺的热应力、机加工过程中残留的内应力、动平衡精度等。通常一根轴在工装上一次性完成加工，其精度相对比较好保证，但是一旦涉及到重复装夹和装配，就很容易超差，尤其涉及到有热应力、内应力的应用场景。通常盘类工件加工完成后热套在轴上的过程中，其垂直度会偏移0.1-1°左右；两段精加工的轴通过摩擦焊或普通焊接后热处理，其同轴度偏出1‰-1％左右，若是三段轴，则公差依次累计；热套过程中累计的热应力，在工件冷却后会对垂直度、同轴度包括轴向定位等要素产生1％左右的不利影响；此外，焊接和装配对转子内部不平衡量产生的影响会限制动平衡的精度。普通的表面处理，尤其是重复装夹过程将累加公差。...
【技术保护点】
1.一种高速转子的制造方法，其特征在于，所述高速转子包括轴一和轴二；轴一包括不同孔径的第一内孔和第二内孔，第一内孔的孔径小于第二内孔的孔径，第一内孔对应的外圆周设置有第一轴承位；轴二包括不同直径的第一轴段和第二轴段，第一轴段的直径大于第二轴段的直径；所述轴二第一轴段设置有内孔；轴二第一轴段的一端穿过轴一的第二内孔且与轴一的一端固定连接，轴二第一轴段未插入第二内孔部位的外圆周设置有第二轴承位；所述高速转子的转速为150000rpm-160000rpm；/n所述制造方法包括如下步骤：/nS100、分别加工轴一和轴二至预定尺寸；/nS200、装配、焊接：/n将轴二的第一轴段插入轴一的第二内孔，并焊接轴一和轴二的配合面；/nS300、表面处理：/n表面处理时间为1-60秒，完成在线微波表面处理，释放热应力，待转子冷却到室温去应力后得粗成件；/nS400、精加工：精加工至转子表面粗糙度为Ra0.05-0.2、同轴度为0.001-0.03mm；/nS500、动平衡：/n将精加工后的转子置于动平衡设备中，以第一轴承位和/或第二轴承位为基准进行动平衡，动平衡过程中，去除转子非工作面的量以实现去除不平衡...
【技术特征摘要】
1.一种高速转子的制造方法，其特征在于，所述高速转子包括轴一和轴二；轴一包括不同孔径的第一内孔和第二内孔，第一内孔的孔径小于第二内孔的孔径，第一内孔对应的外圆周设置有第一轴承位；轴二包括不同直径的第一轴段和第二轴段，第一轴段的直径大于第二轴段的直径；所述轴二第一轴段设置有内孔；轴二第一轴段的一端穿过轴一的第二内孔且与轴一的一端固定连接，轴二第一轴段未插入第二内孔部位的外圆周设置有第二轴承位；所述高速转子的转速为150000rpm-160000rpm；
所述制造方法包括如下步骤：
S100、分别加工轴一和轴二至预定尺寸；
S200、装配、焊接：
将轴二的第一轴段插入轴一的第二内孔，并焊接轴一和轴二的配合面；
S300、表面处理：
表面处理时间为1-60秒，完成在线微波表面处理，释放热应力，待转子冷却到室温去应力后得粗成件；
S400、精加工：精加工至转子表面粗糙度为Ra0.05-0.2、同轴度为0.001-0.03mm；
S500、动平衡：
将精加工后的转子置于动平衡设备中，以第一轴承位和/或第二轴承位为基准进行动平衡，动平衡过程中，去除转子非工作面的量以实现去除不平衡量，使动平衡等级达到G0.4-2.5。
2.根据权利要求1所述的高速转子的制造方法，其特征在于，
所述步骤S100分别加工轴一和轴二至预定尺寸中：
加工轴一的步骤包括：
SA110、将用于加工轴一的棒料去应力后粗加工外圆，第一轴承位留余量，所述余量满足后序组合加工需求；
SA120、精加工除第一轴承位外的其他外圆至尺寸；在工装辅具下，使用镗床精加工所述轴一两侧的内孔至尺寸；精加工两端装配端面至尺寸；
SA130、单件动平衡，对所述轴一进行动平衡，动平衡位取第二内孔处，所述动平衡的转速低于所述高速转子的一阶临界转速，动平衡等级达到G0.4-2.5；
加工轴二(2)的步骤包括：
SB110、将用于加工轴二的棒料去应力后粗加工外圆，第二轴承位留余量，所述余量满足后序组合加工需求；
SB120、精加工除第二轴承位外的其他外圆至尺寸；加工内孔至尺寸；精加工两端装配端面至尺寸；
SB130、精加工焊接面至尺寸；
SB140、单件动平衡，对所述轴二进行动平衡，动平衡位取内孔，所述动平衡的转速低于所述高速转子的一阶临界转速，动平衡等级达到G0.4-2.5；
和/或
所述步骤S400精加工的步骤包括：
S410、装夹：以轴一第二内孔对应的外圆作为装夹基准面定位夹紧，保证整个转子的装夹基准面与轴一第一内孔的同轴度保持在0.001-0.03mm；
S420、高频波精加工：以装夹基准面为准，使用高频波表面处理工艺将歪曲度超过0.1mm和余量超过0.05mm的部分进行精加工，高频波精加工过程中，留余量，所述余量满足后序组合加工需求；去除部位包括第一轴承位，第二轴承位和焊接位；所述高频波的频率为0.1-1MHz；
S430、硬化处理：对整个转子进行硬化处理；
S440、精加工：精加工轴二第二轴段至尺寸；
S450、整体精加工：使用精磨工艺一次性去除余量至尺寸，使得转子表面粗糙度为Ra0.05-0.2、同轴度为0.001-0.03mm。
3.根据权利要求1所述的高速转子的制造方法，其特征在于，还包括电机磁芯，安装于轴一的第二内孔中，轴二第一轴段的一端穿过轴一第二内孔与该电机磁芯抵接；
所述步骤S100分别加工轴一和轴二至预定尺寸中：
加工轴一的步骤包括：
SA110、将用于加工轴一的棒料去应力后粗加工外圆，第一轴承位留余量，所述余量满足后序组合加工需求；
SA120、精加工除第一轴承位外的其他外圆至尺寸；在工装辅具下，使用镗床精加工所述轴一两侧的内孔至尺寸；精加工两端装配端面至尺寸；
SA130、单件动平衡，对所述轴一进行动平衡，动平衡位取第二内孔处，所述动平衡转速低于所述高速转子的一阶临界转速，动平衡等级达到G0.4-2.5；
加工轴二的步骤包括：
SB110、将用于加工轴二的棒料去应力后粗加工外圆，第二轴承位留余量，所述余量满足后序组合加工需求；
SB120、精加工除第二轴承位外的其他外圆至尺寸；加工内孔至尺寸；精加工两端装配端面至尺寸；
SB130、精加工焊接面至尺寸；
SB140、单件动平衡，对所述轴二进行动平衡，动平衡位取内孔，所述动平衡转速低于所述高速转子的一阶临界转速，动平衡等级达到G0.4-2.5；
和/或
所述步骤S200装配、焊接的步骤包括：
S210、将精加工后的电机磁芯过盈热装入轴一的第二内孔；将所述轴二第一轴段插入所述第二内孔与所述电机磁芯抵接；
S220、使用焊接工艺焊接轴一和轴二的配合面；
和/或
所述步骤S400精加工的步骤包括：
S410、装夹：以电机磁芯对应的外圆作为装夹基准面定位夹紧，保证整个转子的装夹基准面与轴一右侧内孔的同轴度保持在0.001-0.03mm；
S420、高频波精加工：以装夹基准面为准，使用高频波表面处理工艺将歪曲度超过0.1mm和余量超过0.05mm的部分进行精加工，高频波精加工过程中，留余量，所述余量满足后序组合加工需求；去除部位包括第一轴承位，第二轴承位和焊接位；所述高频波的频率为0.1-1MHz；
S430、硬化处理：对整个转子进行硬化处理；
S440、精加工：精加工轴二的第二轴段至尺寸；
S450、整体精加工：使用精磨工艺一次性去除余量至尺寸，使得转子表面粗糙度为Ra0.05-0.2、同轴度为0.001-0.03mm。
4.根据权利要求2所述的高速转子的制造方法，其特征在于，所述高速转子还包括推力盘，固定套接在所述轴一第二内孔对应的外圆的一端侧；
所述步骤S100中还包括加工推力盘至预定尺寸，包括如下步骤：
SC110、将用于加工推力盘的坯料去应力后粗加工；
SC120、精加工推力盘的内孔至尺寸，精加工后的内孔表面粗糙度为Ra0.2-Ra0.4，推力盘的盘端面留余量，所述余量满足后序组合加工需求；
SC130、单件动平衡，对所述推力盘进行动平衡，动平衡位取推力盘外圆周面，所述动平衡的转速低于所述高速转子的一阶临界转速，所述动平衡等级达到G0.4-2.5；
所述步骤S200中装配、焊接的步骤包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳普，
申请(专利权)人：至玥腾风科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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