航空發動機高壓渦輪后軸加工工藝研究

羅興宇

（中國航發湖南動力機械研究所，株洲 412000）

高壓渦輪后軸作為航空發動機的關鍵零部件，其加工質量直接關系到整機的性能及壽命。針對高壓渦輪后軸的結構及材質，需要選用與之相適應的高速立銑刀、立銑刀等刀具。為了保證產品的質量和使用壽命，必須控制產品的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度。此外，對汽輪機尾軸的加工過程進行詳細規劃，包括工件裝夾、刀具軌跡規劃、機床調試等。分析與控制高壓渦輪后軸的加工工藝，可以提高后軸零件的質量和生產率，延長發動機壽命[1-2]。

1 渦輪后軸零件的加工工藝路線擬定

1.1 渦輪后軸零件的加工難點

某型航空發動機渦輪轉子元部件本體中的一個關鍵部件——高壓渦輪后軸[3]，結構非常復雜，包括空腔的淺角輻板、密封的格柵、高精度的內外螺紋、各種型面交錯的溝槽、高精度的孔以及小的深孔等。

后軸的較小端軸頸連接著軸承座，較大端法蘭連接著渦輪盤，大的內孔螺紋和管道總成裝配在一起。這些裝配部位的尺寸精度都有很高要求。以大法蘭內圓止口、法蘭端面為基準，軸頸端與軸承座的配合外周直徑為0.015 mm，圓柱度要求為0.008 mm，與基準A 面和B 面的跳動量為0.01 mm。大端限位器與渦輪盤配接，尺寸容差為0.022 mm，而大端外徑的容差為0.032 mm，基準A 面和B 面的跳動量為0.01 mm。在內孔上安裝管道總成，其尺寸誤差為0.025 mm。

除了對精度要求極高外，后軸的結構也極為復雜。大端部的淺角輻形曲面是一種非常復雜的曲面，開放性不好，在加工過程中很難觀測，容易產生刀具和夾具之間的干涉，從而使制造變得更加困難。……