提高涡轮叶片榫齿疲劳试验合格率的工艺研究

杨 钊

（中国航发科技股份有限公司， 四川 成都 610503）

引言

某型Ⅰ～Ⅵ级涡轮叶片，材料牌号K465,铸件技术条件Q/6S 2243—2009。铸件技术条件规定Ⅰ、Ⅱ级涡轮叶片铸件为固溶状态交付，Ⅲ～Ⅵ级涡轮叶片铸件为铸态状态交付。项目实施以来，Ⅰ-Ⅵ级涡轮叶片榫头磨削加工合格率低；试车后荧光检查叶片榫头部位有缺陷显示，Ⅱ-Ⅵ级涡轮叶片振动疲劳极限试验，疲劳强度不满足技术条件要求。本文针对上述问题开展研究，采取了一系列的提高涡轮叶片疲劳合格率的工艺研究。

1 冷工艺部分

1.1 榫齿型面强力磨削工艺

1.1.1 榫齿型面强力磨削工艺特点

榫齿型面是涡轮叶片与涡轮盘榫槽的配合面，承受较大的负荷，对榫头的要求很高。榫头采用纵树形榫齿，榫齿工作面直线度误差为0.01，齿距为0.015，错齿为0.02。结构见图1。

图1 涡轮叶片榫齿型面（单位：mm）

1.1.2 榫齿型面强力磨削工艺缺陷及其改进

1）磨削榫齿夹具设计以方箱面定位、夹紧刚性差的改进。如图2 所示，用改进前的夹具强力磨削榫齿型面时，由于悬出的榫齿部位没有定位、夹紧，钢性较差，对榫齿粗糙度有一定影响。针对上述问题，对夹具榫齿部位增加了辅助定位、夹紧机构，如图3 所示。

图2 改进前的榫齿夹具

图3 改进后的榫齿夹具

2）磨削冷却喷嘴出水压力小的改进。改进前冷却喷嘴出水压力小，主要是喷嘴角度差异、开孔较少所致，如图4。针冷却喷嘴角度差异、开孔较少导致出水压力小的问题，对冷却喷嘴进行了改进如下页图5。

图4 改进前的冷却喷嘴（单位：mm）