CN108500574B - 一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空发动机和燃气汽轮机领域，特别涉及一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，包括制备旋流器毛坯步骤，所述旋流器毛坯由柱状锻制件制得，还包括制备旋流器半成品步骤和钳修步骤，所述制备旋流器半成品步骤为将旋流器毛坯依次经过车削加工和电火花加工，制得旋流器半成品，所述钳修步骤为按照旋流器成品要求修整旋流器半成品，制得旋流器成品，由于锻制件具有更优异的力学性能，配合两种加工方式，提高制得的旋流器成品的强度和韧性，提高了成品率，降低了加工成本和加工周期，使制得的旋流器成品能在航空发动机燃烧室内维持长时间稳定运行，避免旋流器的质量影响航空发动机燃烧室的使用寿命。

Description

一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法

技术领域

本发明涉及航空发动机和燃气汽轮机领域，特别涉及一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法。

背景技术

旋流器是发动机中非常重要的零件之一，作用是形成火焰筒头部的回流区，降低气流速度，在火焰筒头部形成稳定的火源，保证燃烧室稳定的工作，常用于航空发动机的环形燃烧室中的叶片旋流器一般包括筒体和螺旋设置在筒体上的若干叶片，在相邻两片叶片之间形成旋流槽，由于旋流器叶片表面多为复杂型面，具有不同的曲度，难以直接进行切削加工。

目前，航空领域发动机的叶片旋流器一般采用单件精密铸造加机械加工的方式制得，由于航空发动机对零部件的质量要求较高，叶片旋流器制备时，需要预先准备高精密铸模，再通过该铸模制得具有旋流器外形尺寸的半成品，最后再对半成品上的装配面和其他高精度要求的面进行精密机械加工，制得叶片旋流器成品，这种方式虽然在一定程度上减少了对叶片型面的整体切削加工量，但是，由于需要预先制备高精度的铸模，铸模的制备成本较高，相应的会增加叶片旋流器的制备成本、工序步骤和制备周期，同时，由于旋流器叶片厚度较薄，体积较小，型面较多，采用铸造方式制备叶片旋流器半成品容易受金属流动性的影响，导致制得的半成品上会出现较多的例如疏松、缩孔、孔洞等冶金缺陷，外型尺寸不稳定，不仅影响后续精密机械加工的基准选择以及加工余量的判断，还会导致制得的叶片旋流器不符合航空发动机的使用要求，成品率较低，且具有不易被发现的冶金缺陷的叶片旋流器，在使用时也会降低燃烧室的使用寿命，不利于航空发动机的长时间正常运行。

综上所述，目前亟需要一种技术方案，解决目前单件铸造航空发动机叶片旋流器的工艺方法，制备成本较高、周期较长，且制得的叶片旋流器容易出现冶金缺陷，导致叶片旋流器表面质量不稳定，影响后续加工，影响航空发动机的长时间正常运行的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前单件铸造航空发动机叶片旋流器的工艺方法，制备成本较高、周期较长，且制得的叶片旋流器容易出现冶金缺陷，导致叶片旋流器表面质量不稳定，影响后续加工，影响航空发动机的长时间正常运行的技术问题，提供了一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，包括制备旋流器毛坯步骤，所述旋流器毛坯由柱状锻制件制得，还包括制备旋流器半成品步骤和钳修步骤，所述制备旋流器半成品步骤为：将旋流器毛坯依次经过车削加工和电火花加工，制得旋流器半成品，所述钳修步骤为：按照旋流器成品要求修整旋流器半成品，制得旋流器成品。

本发明的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，通过采用柱状锻制件作为原材料，所述锻制件包括锻压件或锻制棒材，由于锻制件的金属组织更密实，且同种牌号的锻制件相对于铸件的冶金缺陷更少，具有更优异的力学性能，可相应的提高制得的旋流器的金属稳定性，延长旋流器的使用寿命，解决了现有采用铸造方式制备航空发动机用旋流器，制得旋流器的冶金质量不稳定的问题。

进一步的，由于采用了车削加工和电火花加工配合的加工方式，通过车削加工获得旋流器叶片大致的外形尺寸，该外形尺寸相对于旋流器成品的叶片的外形尺寸留有加工余量，再通过特种加工技术，电火花加工完成旋流器叶片上复杂型面的加工，成型旋流器叶片上的复杂型面，两种加工方式配合加工，利用车削加工方式装夹定位方便、设备成本低、加工工艺简单的优点，去除柱状锻制件上的多余材料，一方面大幅度减少了后续的加工余量，缩短了整体加工周期，另一方面，利用车削加工预先去除了一部分原材料，减少了柱状锻制件的整体材料应力，使制得的旋流器的单个叶片的材料应力较小，在使用过程中不易受应力影响产生形变，使制得的旋流器成品金属质量稳定，形状稳定，能在航空发动机燃烧室内维持长时间稳定运行，避免旋流器的质量影响航空发动机燃烧室的使用寿命，同时，利用电火花加工的加工应力小、变形可控、尺寸精度高、质量稳定性好等优点，缩短了加工周期，两种加工方式配合进行，大幅度降低了生产符合航空发动机用旋流器的加工成本和加工周期，配合钳修操作，提高了旋流器成品表面质量，进一步使制得的旋流器成品符合航空发动机的高标准要求，提高了成品率，延长其使用寿命，使该工艺方法适合大批量航空发动机用旋流器的加工生产。

作为优选，所述车削加工为将旋流器毛坯经过数控车床车削加工内孔和外表面，制得表面具有凸块的毛坯件，所述凸块的外形尺寸相对于旋流器成品的外形尺寸留有加工余量。所述车削加工为夹持旋流器毛坯一端，车柱状锻制件的外型面和内孔，加工旋流器毛坯端面倒角，车削加工在常规锻制件的机械加工领域中运用广泛，在航空领域，由于对柱状锻制件材料本身的强度和韧性要求较高，采用车削加工时预留的加工余量相对于普通锻制件材料车削加工预留的加工余量稍多，为后续机械加工过程打好了良好的基础形状，方便后续电火花加工的进行，缩短了加工周期，同时，也去除部分材料，减少了整体的材料应力，相应减少了后续电火花加工成型叶片的材料应力，使制得的旋流器成品的冶金质量更稳定，不易在使用过程中受外界环境影响而产生形变，以维持旋流器成品的长时间稳定使用。

作为优选，所述电火花加工是按照旋流器成品叶片尺寸电火花成型所述凸块表面，成型旋流器叶片。所述电火花加工为沿旋流器毛坯轴向方向在所述凸块上成型内侧具有弧形面的旋流槽，成型旋流器叶片，电火花加工工艺在常规机械加工领域中运用广泛，适用于成型不规则型面，运用到本方案的航空发动机旋流器的加工工艺中，不仅方便成型旋流器叶片上的不规则型面，缩短了加工周期，提高了成品率，还由于制备航空发动机的旋流器的原材料一般为强度和韧性均较高的航空材料，传统机械加工较困难，而通过特种加工技术，利用电火花加工成型旋流器叶片，虽然会在成型的旋流器叶片表面和旋流槽底部形成重熔层，但是，配合钳修步骤去除重熔层后，也同样保证了制得的旋流器叶片的表面精度，使加工成型的旋流器符合航空领域的高标准要求。

作为优选，所述旋流器毛坯由航空材料制得，所述航空材料的耐受温度为780℃-1200℃，常温抗拉强度850MPa-950MPa，延伸率大于42%。采用航空材料制得的旋流器，所述航空材料为钛合金材料、高温合金材料或粉末冶金材料中的一种，这些航空材料本身具有非常良好的强度或韧性，能适应于航空发动机对零部件的高标准要求，采用该类材料制得的旋流器，能适应于在航空发动机燃烧室的高温环境中长时间正常使用，维持航空发动机燃烧室的持久稳定运行。

作为优选，还包括检验步骤，所述检验步骤为按照旋流器成品要求对旋流器成品进行的检验过程。按照旋流器成品要求对旋流器成品进行表面质量、加工尺寸等常规数据进行检测，确保制得的旋流器成品符合使用要求。

作为优选，所述检验步骤为：将旋流器成品安装到试验用航空发动机上进行的试验检测。采用直接将制得的旋流器成品安装到试验用航空发动机上进行实际检测，一方面有利于测得批量生产的旋流器成品的强度、韧性、耐用寿命等信息参数，另一方面，也可根据测得的信息参数对旋流器成品加工工艺进行更优化的改进，以将得到的改进参数运用到航空领域其他零部件的开发加工中，使航空领域零部件的加工更便捷，降低航空领域机械零部件的整体加工难度和成本。

作为优选，还包括制备半成品组合件步骤和切割步骤，所述制备半成品组合件步骤为：将旋流器毛坯依次经过车削加工和电火花加工制得半成品组合件，所述半成品组合件包括至少两个首尾连接的旋流器半成品，所述切割步骤是分割所述半成品组合件，制得独立的旋流器半成品。采用预先制备半成品组合件再分隔为独立的旋流器半成品的方式制得旋流器半成品，使得只需要一次装夹即可同时制得至少两个旋流器半成品，同一批次生产的旋流器半成品由于定位基准相同，加工过程中容易确保加工质量相近，使得同一批次制得的旋流器半成品结构相同，表面质量相似，成品率较高，方便旋流器的大批量生产，解决了现有单件铸造生产航空发动机用旋流器加工周期长、效率低的问题。

作为优选，还包括步骤2：消除材料应力：采用机械切割和热处理中的至少一种方式消除所述柱状锻制件的材料应力，所述制备旋流器毛坯步骤为步骤1，所述车削加工步骤为步骤3，所述电火花加工步骤为4，所述切割步骤为步骤5，所述钳修步骤为步骤6，所述检验步骤为步骤7，所述步骤1至步骤7依次进行。通过采用上述步骤1至步骤7依顺序进行，利用消除材料应力步骤减少旋流器毛坯的材料应力，提高车削加工步骤制得的旋流器毛坯件的金属稳定性，再通过车削加工步骤去部分原材料，为电火花加工步骤提供具有较好强度、韧性和金属稳定性的坯料，再通过电火花加工步骤成型旋流器叶片上的复杂型面，进一步去除材料，提高制得旋流器半成品的整体金属稳定性，结合钳修步骤，去除电火花加工步骤形成的重熔层，进一步提高旋流器半成品的整体金属稳定性，延长器使用寿命，结合检验步骤，确保制得的旋流器成品的强度、韧性和金属稳定性，方便维持航空发动机长时间的稳定运行，整体加工工艺简单，顺畅，方便大批量生产或试制航空发动机用旋流器。

作为优选，所述机械切割为沿旋流器毛坯轴向方向铣削弧形凹槽，所述弧形凹槽与相邻两叶片间的旋流槽相对应。采用沿旋流器毛坯轴向方向铣削弧形凹槽的方式进行材料应力的消除方式，由于弧形凹槽与相邻两叶片间的旋流槽相对应，使得应力消除过程中，相邻两叶片上的材料应力得到较好的消除，使制得的旋流器成品的叶片质量较稳定，不易受应力影响产生变形，进一步提高制得的旋流器成品的金属稳定性，延长旋流器成品的使用寿命。

作为优选，所述钳修步骤包括如下步骤：步骤a：去除重熔层步骤：去除电火花加工后旋流器叶片表面的重熔层；步骤b：修磨圆弧段步骤：打磨修整旋流器叶片根部，在旋流器叶片根部形成用于控制气流方向的弧面；步骤c：清洗步骤：酒精清洗旋流器成品，去除旋流器成品表面杂质。所述钳修步骤针对电火花加工方式进行旋流器半成品表面质量的进一步处理，提高制得的旋流器成品叶片的表面质量，进一步提高制得的旋流器的使用寿命，使制得的旋流器成品适宜于航空发动机燃烧室中的长时间稳定运行。

作为优选，步骤a中，所述去除重熔层的方式为机械加工、手工抛修、化学腐蚀、吹砂、电化学加工、电解等离子加工、超声波电加工中的至少一种。通过采用现有较先进的去除重熔层的方式进行航空发动机旋流器半成品过多的重熔层去除，根据实际采用的航空材料以及具体的电火花加工方式进行重熔层去除方式的选择，避免重熔层影响旋流器的正常使用，进一步提高制得的旋流器成品的金属稳定性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法的有益效果是：

1、通过采用柱状锻制件作为原材料，由于锻制件的金属组织更密实，且同种牌号的锻制件或锻制棒材相对于铸件的冶金缺陷更少，具有更优异的力学性能，可相应的提高制得的旋流器的金属稳定性，延长旋流器的使用寿命，解决了现有采用铸造方式制备航空发动机用旋流器，制得旋流器的冶金质量不稳定的问题；

2、由于采用了车削加工和电火花加工配合的加工方式，利用车削加工方式装夹定位方便、设备成本低、加工工艺简单的优点，去除柱状锻制件上的多余材料，一方面大幅度减少了后续的加工余量，缩短了整体加工周期，另一方面，利用车削加工预先去除了一部分原材料，减少了柱状锻制件的整体材料应力，使制得的旋流器的单个叶片的材料应力较小，在使用过程中不易受应力影响产生形变，使制得的旋流器成品金属质量稳定，形状稳定，能在航空发动机燃烧室内维持长时间稳定运行，避免旋流器的质量影响航空发动机燃烧室的使用寿命；

3、利用电火花加工的加工应力小、变形可控、尺寸精度高、质量稳定性好等优点，缩短了加工周期，两种加工方式配合进行，大幅度降低了生产符合航空发动机用旋流器的加工成本和加工周期，配合钳修操作，提高了旋流器成品表面质量，进一步使制得的旋流器成品符合航空发动机的高标准要求，提高了成品率，延长其使用寿命，使该工艺方法适合大批量航空发动机用旋流器的加工生产；

本发明的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法其他实施方式的有益效果是：

采用预先制备半成品组合件再分隔为独立的旋流器半成品的方式制得旋流器半成品，使得只需要一次装夹即可同时制得至少两个旋流器半成品，同一批次生产的旋流器半成品由于定位基准相同，加工过程中容易确保加工质量相近，使得同一批次制得的旋流器半成品结构相同，表面质量相似，成品率较高，方便旋流器的大批量生产，解决了现有单件铸造生产航空发动机用旋流器加工周期长、效率低的问题。

附图说明

图1是实施例1的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法的流程示意简图；

图2是实施例5的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法的流程示意简图；

图3是实施例6的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法的流程示意详图；

图4是所述旋流器成品的结构示意图；

图5是所述半成品组合件的结构示意图。

附图标记

1-旋流器成品，2-旋流槽，3-叶片，4-半成品组合件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1、图4所示，一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，包括制备旋流器毛坯步骤，所述旋流器毛坯由柱状锻制件制得，还包括制备旋流器半成品步骤和钳修步骤，所述制备旋流器半成品步骤为：将旋流器毛坯依次经过车削加工和电火花加工，制得旋流器半成品，所述钳修步骤为：按照旋流器成品要求修整旋流器半成品，制得旋流器成品。

本实施例的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，通过采用柱状锻制件作为原材料，所述锻制件包括锻件和锻制棒材，由于锻制件的金属组织更密实，相对于同种牌号的铸件的冶金缺陷更少，具有更优异的力学性能，可相应的提高制得的旋流器的金属稳定性，延长旋流器的使用寿命，同时，采用车削加工和电火花加工配合的加工方式，利用车削加工方式装夹定位方便、设备成本低、加工工艺简单的优点，去除柱状锻制件上的多余材料，一方面大幅度减少了后续的加工余量，缩短了整体加工周期，另一方面，利用车削加工预先去除了一部分原材料，减少了柱状锻制件的整体材料应力，使制得的旋流器的单个叶片的材料应力较小，在使用过程中不易受应力影响产生形变，使制得的旋流器成品金属质量稳定，形状稳定，同时，利用电火花加工的加工应力小、变形可控、尺寸精度高、质量稳定性好等优点，进一步缩短了加工周期，并且可在制得的旋流器半成品上形成重熔层，增加制得零件的硬度，提高制得的旋流器成品的强度和韧性，配合钳修操作，提高旋流器成品表面质量，使制得的旋流器成品符合航空发动机的高标准要求，提高了成品率，延长其使用寿命，使该工艺方法适合大批量航空发动机用旋流器的加工生产。

优选的，所述车削加工为将旋流器毛坯经过数控车床车削加工内孔和外表面，制得表面具有凸块的毛坯件，所述凸块的外形尺寸相对于旋流器成品的外形尺寸留有加工余量。所述车削加工为夹持旋流器毛坯一端，车柱状锻制件的外型面和内孔，加工旋流器毛坯端面倒角，车削加工在常规锻制件的机械加工领域中运用广泛，在航空领域，由于对柱状锻制件材料本身的强度和韧性要求较高，采用车削加工时预留的加工余量相对于普通锻制件材料车削加工预留的加工余量稍多，为后续机械加工过程打好了良好的基础形状，方便后续电火花加工的进行，缩短了加工周期，同时，也去除部分材料，减少了整体的材料应力，相应减少了后续电火花加工成型的叶片的材料应力，使制得的旋流器成品的冶金质量更稳定，不易在使用过程中受外界环境影响而产生形变，以维持旋流器成品的长时间稳定使用。

优选的，所述电火花加工是按照旋流器成品叶片尺寸电火花成型所述凸块表面，成型旋流器叶片。所述电火花加工为沿旋流器毛坯轴向方向在所述凸块上成型内侧具有弧形面的旋流槽，成型旋流器叶片，电火花加工工艺在常规机械加工领域中运用广泛，适用于成型不规则型面，运用到本方案的航空发动机旋流器的加工工艺中，不仅方便成型旋流器叶片上的不规则型面，缩短了加工周期，提高了成品率，还由于制备航空发动机的旋流器的原材料一般为强度和韧性均较高的航空材料，与电火花加工工艺配合，可在成型面上产生瞬时高温，在成型的旋流器叶片表面和旋流槽底部形成重熔层，在制得旋流器半成品的表面形成一层质地较硬的金属层，增加制得的旋流器半成品表面的抗磨性能，提高制得的旋流器成品的强度，结合钳修步骤，对适宜位置的重熔层进行去除处理后，可相应的提高叶片的强度和韧性，延长旋流器叶片的使用寿命。

优选的，所述旋流器毛坯由航空材料制得，所述航空材料的耐受温度为780℃-1200℃，常温抗拉强度850MPa-950MPa，延伸率大于42%。采用航空材料制得的旋流器，所述航空材料为钛合金材料、高温合金材料或粉末冶金材料中的一种，这些航空材料本身具有非常良好的强度或韧性，能适应于航空发动机对零部件的高标准要求，采用该类材料制得的旋流器，能适应于在航空发动机燃烧室的高温环境中长时间正常使用，维持航空发动机燃烧室的持久稳定运行。

优选的，还包括检验步骤，所述检验步骤为按照旋流器成品要求对旋流器成品进行的检验过程。按照旋流器成品要求对旋流器成品进行表面质量、加工尺寸等常规数据进行检测，确保制得的旋流器成品符合使用要求。

实施例2

如图1、图4所示，本实施例的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，工艺流程与实施例1相同，区别在于：所述检验步骤为：将旋流器成品安装到试验用航空发动机上进行的试验检测。

本实施例的一种采用锻制件制备航空发动机旋流器的工艺方法，采用直接将制得的旋流器成品安装到试验用航空发动机上进行实际检测，一方面有利于测得批量生产的旋流器成品的强度、韧性、耐用寿命等信息参数，另一方面，也可根据测得的信息参数对旋流器成品加工工艺进行更优化的改进，以将得到的改进参数运用到航空领域其他零部件的开发加工中，使航空领域零部件的加工更便捷，降低航空领域机械零部件的整体加工难度和成本。

实施例3

如图1、图4所示，本实施例的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，工艺流程与实施例1相同，区别在于：所述钳修步骤具体包括如下步骤：步骤a：去除重熔层步骤：去除电火花加工后旋流器叶片表面的重熔层；步骤b：修磨圆弧段步骤：打磨修整旋流器叶片根部，在旋流器叶片根部形成弧面；步骤c：清洗步骤：酒精清洗旋流器成品，去除旋流器成品表面杂质。所述钳修步骤针对电火花加工方式进行旋流器半成品表面质量的进一步处理，提高制得的旋流器成品叶片的表面质量，进一步提高制得的旋流器的使用寿命，使制得的旋流器成品适宜于航空发动机燃烧室中的长时间稳定运行，可根据实际情况，依次进行步骤a至步骤c，也可调整步骤顺序及步骤进行次数，最大程度的保证制得的旋流器成品符合航空发动机燃烧室的高标准要求。

优选的，步骤a中，所述去除重熔层的方式为机械加工、手工抛修、化学腐蚀、吹砂、电化学加工、电解等离子加工、超声波电加工中的至少一种。通过采用现有较先进的去除重熔层的方式进行航空发动机旋流器半成品过多的重熔层去除，根据实际采用的航空材料以及具体的电火花加工方式进行重熔层去除方式的选择，避免过多的重熔层影响旋流器的正常使用，进一步提高制得的旋流器成品的金属稳定性。

实施例4

如图1、图4所示，本实施例的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，工艺流程与实施例3相同，区别在于：所述旋流器毛坯由高温合金材料制得，所述电火花加工为慢走丝切割，所述去除重熔层的方式为电解电离法配合手工抛磨处理。采用高温合金材料与慢走丝切割配合旋流器半成品，由于慢走丝切割在去离子水环境下进行，与空气接触较少，在旋流器叶片上形成的重熔层较薄，通过电解电力法可较容易的取出叶片上大面积的重熔层，提高旋流器叶片的表面质量，以方便通过手工抛磨使叶片根部的圆弧强度增加，提高制得的旋流器成品的强度、韧性和金属稳定性。

实施例5

如图2、图4、图5所示，本实施例的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，工艺流程与实施例1相同，区别在于：还包括制备半成品组合件步骤和切割步骤，所述制备半成品组合件步骤为：将旋流器毛坯依次经过车削加工和电火花加工制得半成品组合件，所述半成品组合件包括至少两个首尾连接的旋流器半成品，所述切割步骤是分割所述半成品组合件，制得独立的旋流器半成品。

本实施例的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，通过采用预先制备半成品组合件再分隔为独立的旋流器半成品的方式制得旋流器半成品，使得只需要一次装夹即可同时制得至少两个旋流器半成品，同一批次生产的旋流器半成品由于定位基准相同，加工过程中容易确保加工质量相近，使得同一批次制得的旋流器半成品结构相同，表面质量相似，成品率较高，方便旋流器的大批量生产，解决了现有单件铸造生产航空发动机用旋流器加工周期长、效率低的问题。

实施例6

如图3、图4、图5所示，本实施例的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，工艺流程与实施例2相同，区别在于：还包括步骤2：消除材料应力：采用机械切割和热处理中的至少一种方式消除所述柱状锻制件的材料应力，所述制备旋流器毛坯步骤为步骤1，所述车削加工步骤为步骤3，所述电火花加工步骤为4，所述切割步骤为步骤5，所述钳修步骤为步骤6，所述检验步骤为步骤7，所述步骤1至步骤7依次进行。

本实施例的一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，通过采用上述步骤1至步骤7依顺序进行，利用消除材料应力步骤减少旋流器毛坯的材料应力，提高车削加工步骤制得的旋流器毛坯件的金属稳定性，再通过车削加工步骤去部分原材料，为电火花加工步骤提供具有较好强度、韧性和金属稳定性的坯料，再通过电火花加工步骤成型旋流器叶片上的复杂型面，进一步去除材料，提高制得旋流器半成品的整体金属稳定性，结合钳修步骤，按需去除电火花加工步骤形成的重熔层，进一步提高旋流器半成品的整体金属稳定性，延长器使用寿命，结合检验步骤，确保制得的旋流器成品的强度、韧性和金属稳定性，方便维持航空发动机长时间的稳定运行，整体加工工艺简单，顺畅，方便大批量生产或试制航空发动机用旋流器。

优选的，所述机械切割为沿旋流器毛坯轴向方向铣削弧形凹槽，所述弧形凹槽与相邻两叶片间的旋流槽相对应。采用沿旋流器毛坯轴向方向铣削弧形凹槽的方式进行材料应力的消除方式，一方面由于弧形凹槽与相邻两叶片间的旋流槽相对应，有利于应力消除过程中，相邻两叶片上的材料应力得到较好的消除，使制得的旋流器成品的叶片质量较稳定，不易受应力影响产生变形，另一方面，与旋流槽对应的弧形凹槽也为后续的电火花加工旋流槽的过程提供了定位基准，进一步方便电火花加工步骤的进行，提高制得的旋流器成品的金属稳定性，延长旋流器成品的使用寿命。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (5)

1.一种采用特种加工技术制备航空发动机旋流器的工艺方法，其特征在于：包括制备旋流器毛坯步骤，所述旋流器毛坯由柱状锻制件制得，还包括制备旋流器半成品步骤和钳修步骤，所述制备旋流器半成品步骤为：将旋流器毛坯依次经过车削加工和电火花加工，制得旋流器半成品，所述钳修步骤为：按照旋流器成品要求修整旋流器半成品，制得旋流器成品，所述车削加工为将旋流器毛坯经过数控车床车削加工内孔和外表面，制得表面具有凸块的毛坯件，所述凸块的外形尺寸相对于旋流器成品的外形尺寸留有加工余量，所述电火花加工是按照旋流器成品叶片尺寸，沿旋流器毛坯轴向方向在所述凸块上成型内侧具有弧形面的旋流槽，成型旋流器叶片，还包括检验步骤，所述检验步骤为按照旋流器成品要求对旋流器成品进行的检验过程，所述制备旋流器半成品步骤具体为制备半成品组合件步骤和切割步骤，所述制备半成品组合件步骤为：将旋流器毛坯依次经过车削加工和电火花加工制得半成品组合件，所述半成品组合件包括至少两个首尾连接的旋流器半成品，所述切割步骤是分割所述半成品组合件，制得独立的旋流器半成品，还包括消除材料应力步骤：采用机械切割和热处理中的至少一种方式消除所述柱状锻制件的材料应力，所述制备旋流器毛坯步骤为步骤1，所述消除材料应力步骤为步骤2，所述车削加工步骤为步骤3，所述电火花加工步骤为4，所述切割步骤为步骤5，所述钳修步骤为步骤6，所述检验步骤为步骤7，所述步骤1至步骤7依次进行。

2.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：所述旋流器毛坯由航空材料制得，所述航空材料的耐受温度为780℃-1200℃，常温抗拉强度850MPa-950MPa，延伸率大于42％。

3.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：所述机械切割为沿旋流器毛坯轴向方向铣削弧形凹槽，所述弧形凹槽与相邻两叶片间的旋流槽相对应。

4.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于：所述钳修步骤包括如下步骤：

步骤a：去除重熔层步骤：去除电火花加工后旋流器叶片表面的重熔层；

步骤b：修磨圆弧段步骤：打磨修整旋流器叶片根部，在旋流器叶片根部形成用于控制气流方向的弧面；

步骤c：清洗步骤：酒精清洗旋流器成品，去除旋流器成品表面杂质。

5.如权利要求4所 述的工艺方法，其特征在于：步骤a中，所述去除重熔层的方式为机械加工、手工抛修、化学腐蚀、吹砂、电化学加工、电解等离子加工、超声波电加工中的至少一种。

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