涡轮盘、压气机盘加工简介

结构 盘的尺寸较大，壁很薄。在盘的圆周上有很多安装叶片用的榫（sun）槽，涡 轮盘多为枞树形榫槽，压气机盘多为燕尾形，槽和盘的轴线一般是斜交的。 榫（sun）槽本身的形状、尺寸以及相互位置精度要求都很高。盘上有精确的 圆柱形配合环面。因盘腹板的剖面作成等强度形，因此它的两侧通常是由型面 组成。
技术条件与材料
涡轮盘、压气机盘加工简介
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构造、技术条件与材料
涡轮盘、压气机盘都是发动机的主要零件，是在高温、高速下工作的，一般转速 在10000-20000 r/min之间，涡轮盘的工作温度是500-800℃，压气机盘为0-430℃。 在工作状态下，盘本身受很大的应力，如涡轮盘所受最大应力高达500MPa。
精加工阶段：保证零件的最终尺寸要求。这个阶段的加工余量较小，加工精度很高，主 要问题是如何保证精度。盘类零件在精加工之后一般还要安排光整加工，目的是消除上 述加工阶段中由于工件周转出现的轻微碰、划伤，并且满足设计图中规定的表面强化处 理与表面处理等要求，提高表面质量。
在加工盘类零件时常采用工序集中原则，只有加工尺寸较小、重量较轻的盘， 工序可适当分散。 定位基准的选择 加工盘最方便的基准是端面和盘的中心孔或配合环面。 某压气机盘在端面上增加一块材料作为加紧用：
材料
由于盘类零件的工作环境不同，所以采用的材料也不一样。 盘类零件常用的材料有：铝合金、钛合金、合金钢、耐热钢和高温合金。 压气机盘常用铝合金、钛合金、合金钢和耐热钢制成，有时也采用高温合金。 常用的材料牌号有： 铝合金：LD7、LY16 钛合金：TA8、TC4、TC11 合金钢：18CrNiWA、30CrMnSiA 耐热钢：1Cr11Ni2W2MoV、1Cr12Ni2MoVNb 高温合金：GH698、GH901、GH4169 涡轮盘则用耐热钢和高温合金制造，其材料牌号 耐热钢：1Cr12Ni2WMoVNb 高温合金：GH4036、GH4133、GH4169、GH698 和GH901
主要加工方式：
车削和拉削加工
目前榫槽的加工方法主要是拉削和数控铣。
盘的检验
复杂点：一些理论点的尺寸的检验和榫槽尺寸的检验。 理论点尺寸：专门设计的测具进行检验。
桥式测具：用来检验腹板上的理论点尺寸。
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盘的机械加工通常分为三个阶段：粗加工阶段、细加工阶段和精加工阶段。
粗加工阶段：去除大部分加工余量，保证后续工序的余量均匀。该阶段主要是加工外圆 和端面，由于余量大，工件重，因此车削常采用立式车床。
细加工阶段：出掉粗加工造成的表面缺陷，纠正锻造和粗加工内应力引起的盘件变形。 一些非工作表面完成最终加工，榫槽、花键和小孔的加工也安排在细加工后期。该阶段 工件刚度已经很差，加工过程中要注意工件的变形。
2.形状精度 径向配合表面圆度：0.009-0.01mm 轴向配合表面平面度：0.01-0.015mm 腹板轮廓度：0.10-0.15mm 枞树型榫槽面轮廓度：0.02mm
技术条件与材料
3.相互位置精度 外圆对基准的跳动量：0.025-0.04mm 销钉孔的位置度公差：φ 0.05-φ 0.2mm 榫槽之间的周节允差：0.2-0.3mm 榫槽轴线在100mm长度上的偏斜：小于0.2mm 端面花键的齿距允差：0.02mm 端面花键的允许跳动：0.05mm 端面对基准的跳动：0.02-0.05mm 端面之间平行度：0.025-0.06mm 4.表面粗糙度 配合表面：Ra0.8-0.4 榫槽表面：Ra0.8-0.4 非配合表面：Ra3.2-0.8
所有盘的表面应细加工，不应有划痕和突然的转接部分，以避免应力集中。 1.尺寸精度
盘的外圆直径：IT7-IT8 配合环面尺寸精度：IT6-IT7 轴向尺寸精度：IT6-IT8 花键：IT6-IT8 封严榫齿直径尺寸精度：IT8-IT9 燕尾形榫槽的宽度公差：±0.03-±0.05mm 枞树形榫槽宽度公差： ±0.05mm
盘工艺过程安排
1粗车端面和外圆（主要加工探伤表面） 2超声波探伤检验 3粗加工外表面和端面，镗凹槽或盘中心孔（取决于盘的构造） 4中间检验 5热处理 6加工基准表面 7细加工外圆和端面 超声波探伤：因为表面粗糙度对探伤的准确 8加工腹板型面 度有较大的影响，所以，一般均需要加工到 9钻腹板上的孔 Ra1.6。 10榫槽加工 顾原材料进行超声波探伤前对毛坯进行见光 11花键加工 加工以保证超声波探伤的准确性。 12钳工加工 13配合基准面的最后加工 14静平衡 15无损检验 16光整加工和强化处理 17终检 18防蚀处理
盘类零件加工工艺过程设计
毛坯的选择： 由于压气机盘和涡轮盘都是在高速条件下工作，受力大，要求强度高，所以毛坯均为模 锻件。 毛坯在锻造后，一般需要进行退火或正火处理，以改善加工性并去除应力。 盘类零件的检验类别为Ⅰ，Ⅱ级。在腐蚀过的毛坯试件上不允许出现白点、缩孔和裂纹 等内部缺陷，并常采用超声波探伤检验毛坯材料内部的致密性和是否有缺陷。