一种高温合金双层轴承防转槽加工方法与流程

1.本发明属于航空发动机零部件制造技术领域，特别是涉及一种高温合金双层轴承防转槽加工方法。


背景技术：

2.随着航空发动机性能要求越来越高，航空发动机零部件中的高温合金使用量也越来越大，特别是航空发动机内的转子件是高温合金的主要应用部件，以gh4169高温合金为例，其具有综合力学性能好以及锻造、热处理和焊接工艺性能优良的特点，但同时也存在难加工的特点，特别是加工过程中容易产生黏刀现象，进而导致加工面出现严重的硬化现象，被加工零件容易产生较大变形和扭曲，加工精度不易保证。
3.以gh4169高温合金双层轴承零件为例，其属于环型薄壁结构件，在其上需要加工防转槽，目前主要采用拉削加工、电火花加工或电解加工方式实现。但是，当采用拉削加工方式时，由于会产生很大的切削力，零件容易产生拉削变形，并且不同尺寸的防转槽都需要单独配套一组拉刀，而拉刀的制造成本高昂，导致拉削加工的经济性较差。当采用电火花加工方式时，电火花加工电极与零件的接触面积大，造成放电面积有限，存在去余量不均匀的问题，并且加工长度内需要分段分次加工完成，零件容易产生较大变形；此外，电火花加工时会在零件表面产生重熔层，使金属表面质地变得不均匀，容易产生微裂纹，降低了零件的表面质量。当采用电解加工方式时，受到零件的结构限制，零件的装夹困难，这给电解加工设备的阴极和夹具设计和修正也带来了困难，导致电解加工的准备周期特别长，加工成本最高，因此其只适用于小批量零件的生产。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高温合金双层轴承防转槽加工方法，采用优化后的铣削加工方式，加工过程中能够避免黏刀现象的发生，避免加工面出现严重的硬化现象，避免被加工零件产生较大变形和扭曲，保证零件的加工精度。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高温合金双层轴承防转槽加工方法，包括如下步骤：
6.步骤一：粗铣底层轴承槽
7.先利用工装对轴承座小径端工艺边进行定位压紧，找正轴承座大径端外圆和端面，保证圆跳动不大于0.02mm，之后采用φ4mm的铣刀垂直于零件端面沿轴向从上向下走刀，铣刀转速为1269r/min，进给量为100mm/min；
8.步骤二：精铣底层轴承槽
9.采用φ4mm的铣刀以每进给3mm则退刀一次的方式进行走刀，铣刀转速为700r/min，进给量为80mm/min；
10.步骤三：粗铣上层轴承槽
11.采用φ3mm的铣刀对防干涉槽进行逐层铣削，给精铣留0.1mm余量，铣刀转速为
1000r/min，进给量为40mm/min；
12.步骤四：精铣上层轴承槽
13.采用φ3mm的28
°
～35
°
螺旋角立铣刀垂直于零件轴线沿轴向进行轮廓铣，去除0.1mm的余量，铣刀转速为1300r/min，进给量为60mm/min。
14.本发明的有益效果：
15.本发明的高温合金双层轴承防转槽加工方法，采用优化后的铣削加工方式，加工过程中能够避免黏刀现象的发生，避免加工面出现严重的硬化现象，避免被加工零件产生较大变形和扭曲，保证零件的加工精度。
附图说明
16.图1为双层轴承防转槽与轴承座的位置关系图；
17.图中，1—轴承座，2—双层轴承防转槽。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
19.本实施例中，如图1所示，在轴承座1内距端面50mm的φ203mm内孔处包含4个双层轴承防转槽2，该双层轴承防转槽2的宽度为40mm，具有r1.5mm的圆倒角，位置度为0.1mm，双层轴承防转槽2处于φ203mm内孔的圆弧型面上，材料周向分布不均匀。
20.一种高温合金双层轴承防转槽加工方法，包括如下步骤：
21.步骤一：粗铣底层轴承槽
22.先利用工装对轴承座小径端工艺边进行定位压紧，找正轴承座1大径端外圆和端面，保证圆跳动不大于0.02mm，之后采用φ4mm的铣刀垂直于零件端面沿轴向从上向下走刀，铣刀转速为1269r/min，进给量为100mm/min；具体的，由于双层轴承防转槽2处于φ203mm内孔的圆弧型面上，材料周向分布不均匀，致使刀具处于侧向受力状态，因此采用小直径铣刀；
23.步骤二：精铣底层轴承槽
24.采用φ4mm的铣刀以每进给3mm则退刀一次的方式进行走刀，铣刀转速为700r/min，进给量为80mm/min；具体的，由于容屑空间小，排屑困难，同时切削液不能到达铣刀的全部，切削热如果不能及时排出，会引起热量聚集而影响刀具寿命，因此采用断续式进给方式；
25.步骤三：粗铣上层轴承槽
26.采用φ3mm的铣刀对防干涉槽进行逐层铣削，给精铣留0.1mm余量，铣刀转速为1000r/min，进给量为40mm/min；具体的，防干涉槽的深度为1mm，宽度为1.5mm，倒圆角为r1.5mm，加工时存在刀具振动大的问题，因此采用逐层铣削进给方式；
27.步骤四：精铣上层轴承槽
28.采用φ3mm的28
°
～35
°
螺旋角立铣刀垂直于零件轴线沿轴向进行轮廓铣，去除0.1mm的余量，铣刀转速为1300r/min，进给量为60mm/min；具体的，进行轮廓铣之前，需要先在仿真软件中对复杂的型面进行数控程序的编制和模拟，避免零件和刀具之间发生干涉现象，优化切削路线和切削参数，减少刀具振动对零件的影响；在轮廓铣过程中，需要充分浇
注切削液，降低温度的上升，从而抑制热变形；之所以采用28
°
～35
°
螺旋角立铣刀，目的是保证刀具在长时间切削时不削弱刀齿，以减小因刀具与零件的摩擦产生的热磨损，避免切削力的下降；采用较大的转速和进给，既可以提高加工效率，又可以提高零件表面质量。
29.实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。


技术特征：
1.一种高温合金双层轴承防转槽加工方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：粗铣底层轴承槽先利用工装对轴承座小径端工艺边进行定位压紧，找正轴承座大径端外圆和端面，保证圆跳动不大于0.02mm，之后采用φ4mm的铣刀垂直于零件端面沿轴向从上向下走刀，铣刀转速为1269r/min，进给量为100mm/min；步骤二：精铣底层轴承槽采用φ4mm的铣刀以每进给3mm则退刀一次的方式进行走刀，铣刀转速为700r/min，进给量为80mm/min；步骤三：粗铣上层轴承槽采用φ3mm的铣刀对防干涉槽进行逐层铣削，给精铣留0.1mm余量，铣刀转速为1000r/min，进给量为40mm/min；步骤四：精铣上层轴承槽采用φ3mm的28
°
～35
°
螺旋角立铣刀垂直于零件轴线沿轴向进行轮廓铣，去除0.1mm的余量，铣刀转速为1300r/min，进给量为60mm/min。

技术总结
一种高温合金双层轴承防转槽加工方法，步骤为：粗铣底层轴承槽；先利用工装对轴承座小径端工艺边进行定位压紧，找正轴承座大径端外圆和端面，保证圆跳动不大于0.02mm，之后采用φ4mm的铣刀垂直于零件端面沿轴向从上向下走刀，铣刀转速为1269r/min，进给量为100mm/min；精铣底层轴承槽；采用φ4mm的铣刀以每进给3mm则退刀一次的方式进行走刀，铣刀转速为700r/min，进给量为80mm/min；粗铣上层轴承槽；采用φ3mm的铣刀对防干涉槽进行逐层铣削，给精铣留0.1mm余量，铣刀转速为1000r/min，进给量为40mm/min；精铣上层轴承槽；采用φ3mm的28


技术研发人员：王世威 张晓霞 宁旭超 里泽 房雨萌
受保护的技术使用者：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司
技术研发日：2022.11.11
技术公布日：2023/1/13