某航空航天发动机精密内腔薄壁整体离心叶轮加工方法研究

刘广东, 刘相岚

（1.黑龙江省机械科学研究院，哈尔滨 150040；2.哈尔滨职业技术学院，哈尔滨 150081）

0 引言

目前，国内航空航天发动机关键零件离心叶轮种类型号繁多，因其形状、精度、材质各异，决定了各自的加工难点、工艺方法千差万别。航空航天飞行器发动机用曲面叶轮包括主叶和分流叶，它是一种薄型叶片，材料是锻铝，其工作特点是高速旋转，对零件动平衡及尺寸精度与形位公差要求极高，精度达到微米级，其内腔形状复杂，加工难度极高[1]。国内目前尚无稳定有效的方法可加工出此类零件，因此提出一种航空航天发动机精密内腔薄壁整体离心叶轮加工方法，可以稳定有效地加工出该类型零件产品。

1 超高转速叶轮造型

超高转速叶轮结构如图1所示，该零件属于透平类零件，产品由主叶、分流叶组成叶轮，薄型叶片，叶片平均厚度为1.2 mm左右，材料是锻铝，其工作特点是高速旋转，对零件动平衡及尺寸精度与形位公差要求极高[2]。

图1 超高转速叶轮结构

该类零件材质主要以锻铝为主，其零件内孔公差带为0～0.006 mm，整个零件的设计基准尺寸精度要求严格，加工难度大。零件最大外径公差在0～-0.04 mm，且跳动在0.02 mm内。轮毂两端面垂直度在0.01 mm以内。轮毂大端面凸台直径公差带为0～-0.02 mm，同轴度要求在0.02 mm以内，大端面全跳动在0.03 mm以内。零件小端面内孔内均布若干半圆孔，其位置度要求在0.04 mm以内。零件小端面内孔总长度≥50 mm，在此孔深0～40 mm段直径公差带在0.050～0.025 mm以内，同轴度在0.02 mm以内。小端面有1.8°斜度，且同轴度在0.02 mm以内。……