面预留2mm余量，加工时需大量 喷洒冷却润滑液。
[0033] 步骤四、热处理： 热处理HRC彡30。
[0034] 步骤五：人工时效： 160°C人工时效7小时。
[0035] 步骤六：半精车工艺夹头： 半精车工艺夹头B，加工前精镗软爪，保证端面及径向跳动< 0. 02mm，半精车保证工艺 夹头Φ50mmX 10mm，加工时需喷洒大量冷却润滑液。
[0036] 步骤七：半精车叶轮外形： 半精车叶轮外形，加工前精镗软爪，保证端面及径向跳动< 〇. 02,半精车叶轮外形预留 0. 5mm余量。精键轴孔预留0. 3mm余量。
[0037] 步骤八：低温处理： -60°C低温处理2小时。
[0038] 步骤九：五轴数控加工粗铣： 选用具有良好动态性及稳定性的全闭环控制系统的五轴加工中心设备粗加工叶轮。加 工前如图4所示以芯轴4定位装夹，芯轴4上下两端有螺纹，一端旋进三爪卡盘6中的底座 5,另一端装上叶轮零件3、垫片2、螺母1并旋紧。找正零件端面径向跳动< 0. 02mm，粗铣叶 片及流道，预留0. 3mm余量。加工时需大量喷洒冷却润滑液。
[0039] 步骤十：自然时效： 将粗铣后的叶轮水平放置在平台上，常温下静置48小时。
[0040] 步骤十一 ：五轴数控加工精铣： 选用具有良好动态性及稳定性的全闭环控制系统的五轴加工中心设备精铣叶轮。加 工前如图3所示以芯轴定位装夹，芯轴上下两端有螺纹，一端旋进底座，另一端装上叶轮零 件、垫片、螺母并旋紧。找正零件端面径向跳动量< 〇.〇2mm。精铣叶轮叶片、流道及叶片下 圆角，接刀痕<〇. Imm且均匀分布，叶片与流道转接处不得有振刀现象。加工时需大量喷洒 冷却润滑液。
[0041] 步骤十二：钳： 去除上道工序毛刺，修整上道工序接刀痕使其平滑过渡。
[0042] 步骤十三：数控车： 精车夹头端面、精镗轴孔。加工前精镗软爪，保证端面及径向跳动量< 〇. 〇2mm。
[0043] 步骤十四：数控车： 精车芯轴，以步骤十三精镗轴孔定位。精车整体叶轮外径、另一端面、叶轮外形，加工时 需要大量喷洒冷却润滑液，使其充分冷却润滑、清除切屑，保障切削力指向性和稳定性，确 保良好的切削效果和刀具耐用度。
[0044] 步骤十五：钳： 去除上道工序毛刺。
[0045] 步骤十六：动平衡校正： 对整体叶轮进行动平衡并去除不平衡质量，反复进行使其不平衡量< 0. 02g。
[0046] 通过以上工艺技术方法，对2A50铝合金材料开式整体复杂曲面叶轮系零件的加 工，其整体叶轮叶片、流道型面完整，曲面流畅，曲面的面轮廓度精度高，动平衡时去质量较 小，合格率高。整体叶轮超转试验无破损。实现了该系列整体叶轮的工艺提升，保证了良好 的产品质量、性能及设计要求，同时，提高了生产质量的稳定性，提高了产品的可靠性。
【主权项】
1. 一种提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在于，具体步骤是：备 料一粗车叶轮毛坯外形一粗车工艺夹头一热处理一人工时效一半精车工艺夹头一半精车 叶轮外形一低温处理一五轴联动加工粗铣一自然时效一五轴联动加工精铣一钳工一精车 轴孔一精车叶轮一钳工一动平衡。
2. 根据权利要求1所述的提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在 于：所述备料：备2A50错合金棒料，尺寸大于零件10~15mm。
3. 根据权利要求1所述的提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在 于：所述粗车叶轮外形和粗车工艺夹头步骤：粗车叶轮外形，预留1~3mm余量，钻轴孔，轴 孔预留〇· 5~Imm余量；粗车夹持部位，并预留2~3mm余量。
4. 根据权利要求1所述的提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在 于：所述热处理和人工时效：热处理HRC > 30 ;人工时效160°C，7~8小时。
5. 根据权利要求1所述的提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在 于：所述半精车工艺夹头和半精车叶轮外形：半精车工艺夹头，加工前精镗软爪，保证端面 及径向跳动< 〇. 〇2mm ;半精车叶轮外形，加工前精镗软爪，保证端面及径向跳动< 0. 02mm ; 半精车叶轮外形，预留〇. 5mm余量； 精键轴孔，预留〇. 3mm余量。
6. 根据权利要求1所述的提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在 于：所述低温处理：进行_60°C ±5°C 2小时低温处理。
7. 根据权利要求1所述的提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在 于：所述五轴数控加工粗铣步骤：选用具有良好动态性及稳定性的全闭环控制系统的五轴 加工中心设备，对叶轮进行粗加工，加工前以芯轴定位装夹，芯轴上下两端有螺纹，一端旋 进底座，另一端装上叶轮零件、垫片、螺母并旋紧，找正零件端面且径向跳动< 〇. 〇2mm，粗铣 叶片及流道，并预留〇. 3~0. 8mm余量； 加工时需喷洒大量冷却润滑液。
8. 根据权利要求1所述的提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在 于：所述自然时效：把粗铣后的叶轮坯体放置在水平的平台上，常温下静置48小时。
9. 根据权利要求1所述的提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在 于：所述五轴数控加工精铣步骤：选用具有良好动态性及稳定性的全闭环控制系统的五轴 加工中心设备对叶轮零件进行精加工，加工前以精镗软爪或芯轴以及定位销进行定位装 夹，找正零件端面且径向跳动< 〇. 〇2mm ; 精铣叶轮的叶片、流道及叶片根部圆角，接刀痕均布且< 0. 1mm，叶片根部圆角不得有 震刀现象； 加工时需喷洒大量冷却润滑液。
10. 根据权利要求1所述的提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，其特征在 于：所述步钳、数控车步骤：先钳工去除毛刺，修正上道工序接刀痕使其平滑过渡；精车夹 头端面、精镗轴孔；再加工前精镗软爪，保证端面及径向跳动量< 0. 02mm，精车芯轴，以精 镗轴孔定位；精车整体叶轮外径、另一端面及叶轮外形，最后钳工去除毛刺。
【专利摘要】本发明涉及一种提高铝合金开式整体叶轮制造精度的工艺方法，具体步骤是：备料→粗车叶轮毛坯外形→粗车工艺夹头→热处理→人工时效→半精车工艺夹头→半精车叶轮外形→低温处理→五轴联动加工粗铣→自然时效→五轴联动加工精铣→钳工→精车轴孔→精车叶轮→钳工→动平衡。采用本发明的工艺方法制造出的叶轮其叶轮形状完整，曲面光顺、顺畅、叶片曲面、流道曲面变形小，叶片的叶面、前缘经荧光探伤无裂纹。整体叶轮动平衡时去质量较小，合格率高，整体叶轮超转试验的合格率大幅提高。实现了该系列整体叶轮零件的工艺提升，保证了良好的产品质量、性能及设计要求。同时，提高了生产质量的稳定性，提高了产品的可靠性。
【IPC分类】B23P15-00
【公开号】CN104646961
【申请号】CN201510002175
【发明人】吴雁, 吕博鑫, 郑刚
【申请人】上海应用技术学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月5日