阅读说明：本技术 一种涡轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件及拉削工艺 (Turbine disc inclined tree-shaped mortise broaching deformation control assembly and broaching process ) 是由 钟旭 王泽霞 田凯 蒋举 于 2021-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种涡轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件及拉削工艺,属于航空发动机技术领域,其包括：第一齿形件、第二齿形件以及楔形件；第一齿形件和第二齿形件的结构相同并间隔对称设置,第一齿形件和第二齿形件均包括与涡轮盘斜树形榫槽相匹配的齿形侧,以及倾斜设置、并与齿形侧相对的挤压侧,第一齿形件和第二齿形件的挤压侧相对设置,并形成楔形空间,楔形件伸入到楔形空间中并分别与第一齿形件和第二齿形件接触,用于对涡轮盘斜树形榫槽的支撑。本发明在常规精拉削之后通过拉削变形控制组件对不合格榫槽进行修整,通过齿形约束,增大相邻榫槽的结构刚性,能够减少榫槽拉削变形,从而提高零件的加工精度。(The invention discloses a turbine disc inclined tree-shaped mortise broaching deformation control assembly and a broaching process, which belong to the technical field of aero-engines and comprise the following steps: a first tooth, a second tooth, and a wedge; the structure of first profile of tooth and second profile of tooth is the same and interval symmetry sets up, first profile of tooth and second profile of tooth all include with the oblique tree-shaped tongue-and-groove assorted profile of tooth side of turbine disc to and the slope sets up, and with the relative extrusion side in profile of tooth side, the extrusion side of first profile of tooth and second profile of tooth sets up relatively, and form wedge space, the wedge stretches into in the wedge space and contact with first profile of tooth and second profile of tooth respectively, be used for the support to the oblique tree-shaped tongue-and-groove of turbine disc. According to the invention, after conventional finish broaching, the unqualified mortises are trimmed through the broaching deformation control assembly, the structural rigidity of adjacent mortises is increased through tooth shape constraint, and the broaching deformation of the mortises can be reduced, so that the processing precision of parts is improved.)

一种涡轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件及拉削工艺

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种涡轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件及拉削工艺。

背景技术

在新一代航空发动机的涡轮盘研制中，会运用到GH4065A这一种新材料，而且涡轮盘大都采用斜树形榫槽连接，而采用GH4065A的涡轮盘具有斜树形榫槽精度高(榫槽加工位置、尺寸、轮廓精度和光度要求很高)、周向间距小的特点，导致工艺性差、拉削容易变形，从而导致加工和检测都非常困难。目前，在对斜树形榫槽进行加工时，通常采用拉床拉削的方式进行加工，但是，由于采用GH4065A的涡轮盘具有精度高、周向间距小的特点，采用常规的加工方式变形量大，达不到精度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件及拉削工艺，以解决现有斜树形榫槽的加工方式无法满足采用GH4065A的涡轮盘加工的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种涡轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件，包括：第一齿形件、第二齿形件以及楔形件；第一齿形件和第二齿形件的结构相同并间隔对称设置，第一齿形件和第二齿形件均包括与涡轮盘斜树形榫槽相匹配的齿形侧，以及倾斜设置、并与齿形侧相对的挤压侧，第一齿形件和第二齿形件的挤压侧相对设置，并形成楔形空间，楔形件伸入到楔形空间中并分别与第一齿形件和第二齿形件接触，用于对涡轮盘斜树形榫槽的支撑。

进一步地，上述楔形件横截面较大的一端设有固定块，固定块分别与第一齿形件和第二齿形件连接。

进一步地，上述楔形件的外侧套设有弹性垫片，弹性垫片位于固定块和各齿形件之间。

进一步地，上述固定块分别通过螺栓与第一齿形件和第二齿形件连接，固定块还分别通过销钉与第一齿形件和第二齿形件连接。

进一步地，上述楔形件伸入楔形空间的长度大于楔形空间长度的2/3。

一种基于上述涡轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件的拉削工艺，包括以下步骤：

S1：对涡轮盘毛坯按照常规加工顺序进行加工，直到第一次精拉削完成；

S2：松开对涡轮盘的夹持，静置一段时间，释放拉削应力；

S3：测量每一个榫槽，找出加工不合格的榫槽；

S4：在不合格榫槽相邻的两个榫槽中，安装拉削变形控制组件，对不合格的榫槽再次精拉削，直到所有不合格榫槽满足精度要求。

进一步地，上述步骤S4中，安装拉削变形控制组件的具体步骤为：将第一齿形件和第二齿形件放入同一榫槽的两侧，使第一齿形件和第二齿形件分别与此榫槽接触，并形成楔形空间，再将楔形件伸入到楔形空间中，使第一齿形件和第二齿形件与涡轮盘紧密接触；在不合格榫槽相邻的两个榫槽中分别安装变形控制组件后，对不合格榫槽的两侧进行支撑。

进一步地，上述楔形件伸入到楔形空间中后，通过螺栓分别与第一齿形件和第二齿形件连接。

进一步地，上述步骤S2中，静置时间不少于8小时。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的拉削变形控制组件包括第一齿形件、第二齿形件以及楔形件三部分，第一齿形件和第二齿形件紧贴在榫槽的两侧，通过楔形件使第一齿形件和第二齿形件与榫槽紧密接触，增大了零件的固有频率和刚性，减少拉削振动产生的振纹，在待加工榫槽相邻的榫槽中分别放入拉削变形控制组件，通过齿形约束，增大相邻榫槽的结构刚性，减少榫槽拉削变形，从而提高零件的加工精度。

(2)本发明的拉削工艺中，在常规的拉削工艺后，通过拉削变形组件对不合格榫槽的再次精拉削，即对不合格榫槽进行修正，能够有效提高榫槽的加工精度，确保精度高、周向间距小的涡轮盘的精度能满足要求。

附图说明

图1为本发明的轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件的结构示意图；

图2为本发明的轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件的螺栓和螺钉的分布示意图；

图3为本发明的第一齿形件的结构示意图；

图4为本发明的涡轮盘的加工示意图。

图中：10-第一齿形件；11-齿形侧；12-挤压侧；20-第二齿形件；30-楔形件；31-固定块；40-弹性垫片；50-螺栓；60-销钉；70-涡轮盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

请参照图1至图3，一种涡轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件，包括：第一齿形件10、第二齿形件20以及楔形件30。第一齿形件10和第二齿形件20的形状和大小分别与涡轮盘70斜树形榫槽的两侧形状和大小相匹配，并在使用时，第一齿形件10和第二齿形件20与榫槽的两侧相配合，在配合后，第一齿形件10和第二齿形件20之间具有楔形空间，用于楔形件30的伸入，使第一齿形件10和第二齿形件20与榫槽的两侧紧贴。

第一齿形件10和第二齿形件20的结构相同，并且间隔对称设置，第一齿形件10和第二齿形件20均包括齿形侧11和挤压侧12，齿形侧11与涡轮盘70的榫槽相匹配，挤压侧12与齿形侧11相对应并呈斜面，第一齿形件10和第二齿形件20的挤压侧12相对设置使得两个挤压侧12之间形成楔形空间。拉削变形控制组件与涡轮盘70配合时，楔形空间截面较大的一端靠近榫槽的开口处，楔形空间截面较小的一端靠近榫槽的根部。

楔形件30伸入到楔形空间中，其两侧分别与两个挤压侧12接触，通过楔形支撑的作用，使各齿形件能够与涡轮盘70紧密接触。在本实施例中，楔形件30伸入楔形空间的长度为楔形空间长度的2/3，确保楔形件30能够有效支撑，并确保楔形件30不会与涡轮盘70接触。在本发明的其他实施例中，楔形件30伸入楔形空间的长度还可以大于楔形空间长度的2/3，但是，楔形件30伸入楔形空间的长度不应大于楔形空间长度。

楔形件30截面较大的一端设有固定块31，固定块31分别与第一齿形件10和第二齿形件20连接，同时，为了调节紧密接触的程度，楔形件30套设有弹性垫片40，弹性垫片40位于固定块31和各齿形件之间，确保固定块31与各齿形件之间具有间隙，从而调节紧密接触的程度。

在本实施例中，固定块31分别通过螺栓50与第一齿形件10和第二齿形件20连接，固定块31还分别通过销钉60与第一齿形件10和第二齿形件20连接，通过螺栓50的旋拧实现楔形件30的移动，而且还能避免楔形件30在加工时的松动。

实施例2

请参照图4，一种基于实施例1的涡轮盘斜树形榫槽拉削变形控制组件的拉削工艺，包括以下步骤：

S1：对材质为GH4065A的涡轮盘毛坯按照常规加工顺序进行加工，直到第一次精拉削完成；

S2：松开对涡轮盘的夹持，并确保定位孔不动，静置8小时后，释放拉削应力；

S3：通过量棒测量每一个斜树形榫槽，找出加工不合格的榫槽；

S4：在不合格榫槽相邻的两个榫槽中，安装拉削变形控制组件，单个拉削变形控制组件的具体安装步骤为：

将第一齿形件10和第二齿形件20放入同一榫槽的两侧，使第一齿形件10和第二齿形件20分别与此榫槽接触，并形成楔形空间，再将楔形件30伸入到楔形空间中，通过旋拧螺栓50，使第一齿形件10和第二齿形件20与涡轮盘70紧密接触；

通过在不合格榫槽相邻的两个榫槽中分别安装变形控制组件后，对不合格榫槽的两侧进行支撑，通过齿形约束，增大相邻榫槽的结构刚性，减少榫槽拉削变形；

S5：对不合格的榫槽进行精拉削，实现对不合格榫槽的修整，通过拉削变形控制组件的支撑，榫槽的拉削变形小，修整后的榫槽能够满足加工精度要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。