一种转子组合件更换补加工方法与流程

本发明涉及转子零部件的维护和加工技术领域，具体提供了一种转子组合件更换补加工方法。

背景技术：

飞机发动机转子部件是整机装配及工作中的核心部分，尤其是在航空领域。发动机核心部件的质量是保证发动机使用的关键问题。在长期的使用后发动机各零部件都会产生磨损、变形等不同形式的故障，需要将发动机返修理厂进行维修翻新。转子部件由于是发动机的核心，在工作时受到的影响最大，故转子部件发生的故障最多。发动机的低压压气机转子在返厂修理时常会出现零件变形、磨损超差严重的故障，需要对相关零部件件进行更换。应用传统的组合铰孔修理方法，由于原台零部件的结构及制造误差大，补加工余量有限，无法满足低压压气机转子串件修理，并且无新品备件的限制导致更换零部件补加工修理困难，故需要研究更先进的修理技术，以提高转子组合件更换技术质量及可靠性。人们迫切希望获得一种转子组合件更换补加工方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种技术效果优良的转子组合件更换补加工方法。本发明通过实验方法的实际操作验证，有效解决或者明显改善了下述技术问题：发动机在修理过程中因各类超差故障报废，更换零部件进行组合加工修复转子组件使用性能及可靠性；降低发动机维修成本，同时为未 来转子类零部件的修理提供了一种具有指导意义的技术思路参考。

本发明提供了一种转子组合件更换补加工方法；其特征在于：

首先通过对飞机发动机转子工作原理及结构特点进行分析，并且应用三座标测量技术对转子相关零部件的相关连接部位进行对比测量，并分析需要更换的故障零部件更换后各个相关零部件的互换性；

然后通过实际加工试验，验证补加工后实际装配的合理性及可行性；以便能准确预估并保证更换后的转子零部件与原台零部件(指的是没有更换但与新更换的零部件密切相关的其他周边零部件)装配的匹配性，以便满足转子组合件的使用的可靠性和稳定性。

所述转子组合件更换补加工方法，其特征在于：所述转子组合件更换补加工方法中，需要更换的转子组合件是飞机发动机低压转子组合件；所述转子组合件更换补加工方法的具体要求是：

首先，采用计量三座标测量机测量低压转子需要更换的一二级鼓筒组合件1、三级盘2连接部位的40个螺栓孔相对配合止口的位置度，理论值要求位置度精度要求在0.3mm以内；

其次，根据三座标测量结果选配相对位置度差值小于0.15mm，对应位置度要求的相关配合尺寸也合格的一二级鼓筒组合件1或三级盘2；

再次，根据选配零件40个螺栓孔相对位置度计算补加工余量，根据前述的三座标测量结果通过位置度互补调整组合加工螺栓孔的理论位置(关键工序)；见图3；

最后，将互补调整后的40个螺栓孔的位置坐标值，通过坐标镗床编程加工的方式，并且要求校正坐标值以保证螺栓孔达到位置度要求，以完成所述转子组合件更换补加工操作。

所述转子组合件更换补加工方法，其特征在于：需要更换补加工的转子组合件孔径为Φ8.2至Φ8.5mm，补加工余量为0.3mm；按图4所示，分析位置度要求如果在0.15mm以内，则通过孔径位置度互补调整方法进行补加工修复；如果位置度大于0.15mm时，则通过更换新品配件之后再完成补加工修复。

本发明提出了一种可操作性很强的转子组合件更换补加工方法，其具有明显更好的技术效果，把传统的简单手工修配变为规范的工业化处理，其具有额预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为低压转子组合件整体示意简图；

图2为图1中I处的局部放大图；

图3为螺栓孔补加工位置度影响分析示意图之一；

图4为螺栓孔补加工位置度影响分析示意图之二。

具体实施方式

附图标记1表示低压转子一二级鼓筒，简称“一级盘”；附图标记2为低压转子三级盘，简称“三级盘”。附图标记3表示连接螺栓。

实施例1

一种转子组合件更换补加工方法；其要求如下：

首先通过对飞机发动机转子工作原理及结构特点进行分析，并且应用三座标测量技术对转子相关零部件的相关连接部位进行对比测量，并分析需要更换的故障零部件更换后各个相关零部件的互换性；

然后通过实际加工试验，验证补加工后实际装配的合理性及可行性；以便能准确预估并保证更换后的转子零部件与原台零部件(指的是没有更换但与新更换的零部件密切相关的其他周边零部件)装配的匹配性，以便满足转子组合件的使用的可靠性和稳定性。

所述转子组合件更换补加工方法中，需要更换的转子组合件是飞机发动机低压转子组合件；所述转子组合件更换补加工方法的具体要求是：

首先，采用计量三座标测量机测量低压转子需要更换的一二级鼓筒组合件、三级盘连接部位的40个螺栓孔相对配合止口的位置度，理论值要求位置度精度要求在0.3mm以内；

其次，根据三座标测量结果选配相对位置度差值小于0.15mm，对应位置度要求的相关配合尺寸也合格的一二级鼓筒组合件或三级盘；

再次，根据选配零件40个螺栓孔相对位置度计算补加工余量，根据前述的三座标测量结果通过位置度互补调整组合加工螺栓孔的理论位置(关键工序)；见图3；

最后，将互补调整后的40个螺栓孔的位置坐标值，通过坐标镗床编程加工的方式，并且要求校正坐标值以保证螺栓孔达到位置度要求，以完成 所述转子组合件更换补加工操作。

需要更换补加工的转子组合件孔径为Φ8.2mm至Φ8.5mm，补加工余量为0.3mm；按图4所示，分析位置度要求如果在0.15mm以内，则通过孔径位置度互补调整方法进行补加工修复；如果位置度大于0.15mm时，则通过更换新品配件之后再完成补加工修复。

本实施例还有下述内容要求：

1、具体的实施方案说明如下：

首先，采用计量三座标测量机测量低压转子更换一二级鼓筒组合件、三级盘连接部位40个螺栓孔相对配合止口的位置度，参见图1、2所示；附图标记1表示低压转子一二级鼓筒，简称“一级盘”；附图标记2为低压转子三级盘，简称“三级盘”。附图标记3表示连接螺栓。

二步，根据三座标测量结果选配相对位置度差值小，相关配合尺寸合格的一二级鼓筒组合件1或三级盘2。

三步，根据选配零件40个螺栓孔相对位置度计算补加工余量，通过位置度互补调整组合加工螺栓孔理论位置(关键工序)。见图4

最后，将互补调整后的40个螺栓孔的位置坐标值，通过坐标镗床编程加工校正螺栓孔位置度方法完成配台补加工。补加工孔径Φ8.2mm至Φ8.5mm组别，即补加工余量为0.3mm。

2、工艺方法确定

对目前厂内故障的一二级鼓筒组合件1、三级盘2按设计图纸对各技术要求进行检测，分析原状态技术条件对故障修复的影响，并确定工艺方法。

首先将故障一二级鼓筒组合件1、三级盘2返计量中心检测螺栓孔位置度及孔径尺寸。

然后对检查数据进行分析，确定一二级鼓筒组合件1、三级盘2更换工艺方案。

采用报废件进行工艺试验。

3、工艺流程：故障件和更换件三座标测量连接螺栓孔孔径及位置度——配台孔径位置度分析，选择配套件——按配套原台件和更换件孔径位置度确定补加工孔径位置坐标系——按确定补加工孔径位置坐标系对原台件和相配套更换件进行镗孔补加工至同一组别——组合件装配跳动检查

4、数据分析：对于故障件分析确定补加工方案，需要通过大量的数据对比才能确定其补加工的可行性。对目前5台低压一二级组件和三级盘测量数据如下：(表1-5，变种数据默认长度单位为mm。)注：表中斜体加粗数据为超出理论计算值。

表1(表中数据默认的长度单位是mm)

表2(表中数据默认的长度单位是mm)

表3(表中数据默认的长度单位是mm)

表4(表中数据默认的长度单位是mm)

表5(表中数据默认的长度单位是mm)

5、理论分析：

根据设计图纸要求，孔径Φ8.2mm至Φ8.5mm组别，即补加工余量为0.3mm。按图4所示分析位置度在0.15mm以内，可以通过孔径位置度互补调整方法进行串台补加工修复，位置度大于0.15mm时需要更换新品配件完成补加工修复。

6、实际零件情况分析

由于补加工过程中机床系统误差和零件找正误差影响，在实际加工时可能需要位置度小于0.15mm范围内技术条件，才能满足补加工要求。

从数据分析XXXXX-XXX01孔位置度最大为0.152mm。XXXXX-XXX02孔位置度最大为0.16。该两台实测位置度虽然超出0.15mm要求。按孔径位置度互补方式，并考虑到孔径公差上限0.019mm，补加工至Φ8.512mm即可保证孔径椭圆度和同轴度。

如果按照传统组合铰孔补加工方式，按三级盘2孔定位铰孔，两配合件螺栓孔中心距为0.312mm，实际铰孔需要加工至Φ8.824mm才能消除孔径椭 圆度和两零件螺栓孔的同轴度，保证螺栓装配配合尺寸合格不卡滞。

XXXXX-XXX03大约有26个孔位置度大于0.15mm，最大超过0.3mm。

XXXXX-XXX04只有4个孔位置度小于0.20mm，最大超过0.4mm。

XXXXX-XXX05三级盘2螺栓孔位置度都在合格范围内，最大到0.158mm。

XXXXX-XXX03、XXXXX-XXX04与理论计算值误差较大，故不能满足加工要求。

XXXXX-XXX01/02一二级盘组件与XXXXX-XXX05三级盘满足补加工计算要求，故可以进行步加工。

7、补加工试验及结果

选取编号为XXXXX-XXX01的一二级鼓筒组合件1与编号是XXXXX-XXX05的三级盘2配套加工试验，试验结果数据如下表6、7。位置度误差在0.02mm内，要求孔径

实际补加工完成后一二级鼓筒组合件1和三级盘2所需的共40个螺栓孔直径在Φ8.51-Φ8.519mm，实际加工结果满足孔径尺寸要求。

装配时盘孔与拉紧螺栓3配合要求满足间隙0.013～0.042mm，计算结果满足装配要求，经过实际装配检查螺栓无卡滞，低压转子组合件形位公差0.02mm合格。

本实施例的结论：

选取的故障件通过组件连接螺栓孔径及位置度实际测量，并经过理论坐标系计算结果满足补加工要求。实际加工试验后低压一二级鼓筒组件1和三级盘2拉紧螺栓孔径尺寸符合图纸要求，装配试验后拉紧螺栓3活动量及与孔径配合和组合件形位公差符合设计图纸装配要求。此补加工方法满足 低压转子装配修理要求，可用于低压转子零部件更换修理。并可应用于类似转子零部件修理技术上。

表6(表中数据默认的长度单位是mm)

表7(表中数据默认的长度单位是mm)