涡轮盘榫齿复合加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种涡轮盘榫齿复合加工工艺，其加工步骤为：线切割工序：在涡轮盘坯件上沿榫齿的齿顶基准线进行切割，形成预留有精修尺寸的榫齿槽；拉削工序：在预留有精修尺寸的所述榫槽进行拉削，直到得到预定尺寸的榫齿槽；在精拉削之后，对涡轮盘榫齿的外轮廓进行倒角处理。本发明专利技术涡轮盘榫齿复合加工工艺加工精度高，采用的拉刀数量大大减少，加工成本降低，加工效率提高，保证了涡轮盘榫齿表面加工的质量和效率。

【技术实现步骤摘要】
涡轮盘榫齿复合加工工艺
本专利技术涉及机械加工
，尤其涉及一种涡轮盘榫齿复合加工工艺。
技术介绍
涡轮盘作为发动机的核心部件，在高温高压工作中，其叶片与转子是通过榫槽与榫齿配合连接，为了保证涡轮盘的工作可靠性，要求榫槽与榫齿有极高的精度与可靠的机械性能。现有的涡轮盘榫齿加工主要采用拉削和铣削两种工艺，其中拉削成型的方法是采用若干把拉刀逐步加工，使榫齿榫槽逐渐成型，最后通过精拉刀工艺来确定最终的零件尺寸。但是采用该方法进行加工时，工件表面硬化现象显著，刀具磨损严重、加工表面质量较差，特别是对于弥散型高温合金，每次拉削后会进行相应的时效过程，这也无形中增加了加工周期，提高了生产成本。另外采用铣削工艺加工涡轮盘榫齿虽然在精度上能得到保证，但加工效率会大大的降低，并且采用铣削方式加工时还需要专门的铣刀，这使得加工成本大大提升。因此，如何设计一种加工精度高、效率高的涡轮盘榫齿复合加工工艺是本专利技术人潜心研究的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种涡轮盘榫齿复合加工工艺，其加工精度高，而采用的拉刀数量大大减少，使加工成本得到降低，加工效率得到提高，保证了涡轮盘榫齿表面加工的质量和效率。为了实现上述目的，本专利技术提供一种涡轮盘榫齿复合加工工艺，其包括如下步骤：(1)线切割：在涡轮盘坯件上沿榫齿的齿顶基准线进行切割，形成预留有精修尺寸的榫齿槽；(2)拉削：在预留有精修尺寸的所述榫槽进行拉削，直到得到预定尺寸的榫齿槽。本专利技术涡轮盘榫齿复合加工工艺，其中所述步骤(1)中线切割形成预留有0.5-4mm厚精修尺寸的所述榫齿槽。本专利技术涡轮盘榫齿复合加工工艺，其中所述步骤(1)中的线切割采用数控线切割设备。本专利技术涡轮盘榫齿复合加工工艺，其中步骤(2)中的拉削采用粗拉削与至少一次精拉削组合或采用至少一次精拉削。本专利技术涡轮盘榫齿复合加工工艺，其中所述步骤(2)中精拉削的拉刀进刀量为0.1-1mm。本专利技术涡轮盘榫齿复合加工工艺，其中还包括：(3)倒角：在所述步骤(2)精拉削之后，对涡轮盘榫齿的外轮廓进行倒角处理。采用上述方案后，本专利技术涡轮盘榫齿复合加工工艺与现有的加工工艺相比，本专利技术通过先使用线切割工序进行榫齿轮廓的粗加工，避免了采用纯拉削工艺在粗拉削过程时对刀具的磨损，而在线切割工序后采用步骤很少的精拉削或一次粗拉削与至少一次精拉削组合工序，而且其精拉削进刀量小，拉削时间短，就可以完成榫齿的拉削环节，其在加工过程中采用的拉刀数量大大减少，成本大大降低，而且提高了涡轮盘榫齿的加工效率，并保证了加工后工件表面的质量更好，即加工精度高，使加工的质量和效率都得到了保证，而且通过减少粗拉削环节，避免了工件加工变形以及硬化的缺陷，使得硬度与基体较为接近，所产生的变形量也达不到加工硬化的要求，同时也减少了拉刀的磨损。附图说明图1为本专利技术涡轮盘榫齿复合加工工艺实施例制得的涡轮盘榫齿结构示意图；图2a、图2b分别为采用现有纯拉削工艺制得的涡轮盘榫齿的硬度变化图和工艺压痕图；图3a、图3b分别为采用本专利技术复合加工工艺制得的涡轮盘榫齿的硬度变化图和工艺压痕图；图4为图1中的涡轮盘榫齿的复合加工五个区域的硬度对比图；图5a为现有纯拉削工艺的拉削工件区域形貌图；图5b为现有纯拉削工艺的拉削工件产生变形区域形貌图；图6a为本专利技术复合加工工艺的加工区域的形貌图；图6b为本专利技术复合加工工艺的产生变形区域的形貌图；图7a为现有纯拉削工艺的拉削工件线扫描组织区域形貌图；图7b为现有纯拉削工艺的拉削工件线扫描元素分布形貌图；图8a为本专利技术复合加工工艺的复合加工工件线扫描组织区域形貌图；图8b为本专利技术复合加工工艺的复合加工工件线扫描元素分布形貌图；具体实施方式下面根据附图所示实施方式阐述本专利技术。此次公开的实施方式可以认为在所有方面均为例示，不具限制性。本专利技术的范围不受以下实施方式的说明所限，仅由权利要求书的范围所示，而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。本专利技术涡轮盘榫齿复合加工工艺，包括如下步骤：(1)线切割工序：在涡轮盘坯件上沿榫齿的齿顶基准线进行切割，形成预留有精修尺寸的榫齿槽，参考图1所示，在涡轮盘坯件的左、右侧分别切割为1、2、3、4、5、6区域，并切割形成预留有0.5-4mm厚精修尺寸的榫齿槽，本实施例切割形成预留有2mm厚精修尺寸的榫齿槽，本实施例线切割采用数控线切割设备，通过输入预加工尺寸(预留有2-4mm厚精修尺寸)对涡轮盘坯件进行线切割，得到切割后的涡轮盘半加工件。(2)拉削工序：在述步骤(1)切割工序之后，将预留有2mm精修尺寸的榫齿槽通过拉刀进行拉削，直到得到预定尺寸的榫齿槽，本实施例先采用第一把拉刀对预留有精修尺寸的榫齿槽进行粗拉削，拉刀进刀量为1.8mm，拉削后为留有0.2mm精修尺寸榫齿槽，再通过第二把拉刀进行精拉削，精拉削的拉刀进刀量为0.1-0.3mm，本实施例精拉削的拉刀进刀量采用0.2mm，拉削后得到预定尺寸的榫齿槽。该拉削工序也可以先采用第一把拉刀对本实施例先采用第一把拉刀对预留有精修尺寸的榫齿槽进行粗拉削，拉刀进刀量为1-1.8mm，拉削后为留有0.2-1mm精修尺寸榫齿槽，再通过多把拉刀进行多次精拉削，精拉削的拉刀进刀量为0.1-0.3mm，直到拉削后得到预定尺寸的榫齿槽。(3)倒角：在上述步骤(2)的精拉削之后，对涡轮盘榫齿的外轮廓进行倒角处理，此步骤根据产品需要进行处理。本实施例也可以在步骤(1)线切割工序时，切割形成预留有0.5mm厚精修尺寸的榫齿槽，而在步骤(2)直接采用精拉削工序，精拉削的拉刀进刀量采用0.5mm，这样一步到位采用精拉削将涡轮盘榫齿加工到位。将本实施例的涡轮盘榫齿加工表面质量与采用现有纯拉削工艺加工的相同形状及尺寸的涡轮盘榫齿表面质量进行对比如下，图1中在区域3上的六个黑点代表衍射点位置(检测点)：(1)榫齿表面残余应力的对比：榫齿表面残余应力检测位置的设置：表1纯拉削工艺表面残余应力值表2复合加工工艺表面残余应力值上述表1和表2为纯拉削加工与复合加工工艺材料表面残余应力检测值，如L-2虽然残余压应力仅为62.96MPa，但是相应的误差为±4437.78MPa。这反映了材料在进行表面加工的过程中，高变形量引起表面晶格的巨大畸变，这些畸变作用在X射线应力衍射仪上，对衍射过程产生了影响。同时检测过程中出现衍射最强峰并不一致、相应的强度和半高宽变化等现象。这就使得应力衍射仪的结果不具备准确性。但是依然可以看出，复合加工工艺仍引进了压应力，对材料的疲劳性能有着积极的影响。(2)榫齿表面硬度的对比：根据图1所设置的检测点，对拉削加工与复合加工工艺所加工的榫齿硬度进行检测，检测各个试样的沿表面各点的硬度值，观察硬度变化趋势。采用显微维氏硬度计，加载压力为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮盘榫齿复合加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)线切割：在涡轮盘坯件上沿榫齿的齿顶基准线进行切割，形成预留有精修尺寸的榫齿槽；/n(2)拉削：在预留有精修尺寸的所述榫槽进行拉削，直到得到预定尺寸的榫齿槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种涡轮盘榫齿复合加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)线切割：在涡轮盘坯件上沿榫齿的齿顶基准线进行切割，形成预留有精修尺寸的榫齿槽；
(2)拉削：在预留有精修尺寸的所述榫槽进行拉削，直到得到预定尺寸的榫齿槽。


2.根据权利要求1所述的涡轮盘榫齿复合加工工艺，其特征在于，所述步骤(1)中线切割形成预留有0.5-4mm厚精修尺寸的所述榫齿槽。


3.根据权利要求1所述的涡轮盘榫齿复合加工工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭创立，唐长汇，
申请(专利权)人：陕西斯瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61