專利名稱：槽加工的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在諸如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)中，扇葉、壓縮機(jī)和渦輪部分可被固定在單獨(dú)的盤上。一種連接方式包括提供具有與盤周邊中的槽的回旋部分互補(bǔ)的回旋部分的葉根。一種包括橫向尺寸從槽底部朝向其開口逐漸增大的回旋型面的示例性構(gòu)造被稱為衫樹構(gòu)造。已經(jīng)使用或者提出多種用于形成槽的方法。示例性方法被披露在S.L.Soo等人的“Point Grinding of Nickel-Base Superalloys”，IndustrialDiamond Review，F(xiàn)ebruary 2002，pages 109-116中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)盤元件中切割葉根保持槽的方法。一個(gè)前體槽成形在該元件中。所述前體槽具有第一和第二側(cè)壁和底部。在成形后，在第一和第二側(cè)壁中加工回旋型面。在加工回旋型面后，旋轉(zhuǎn)鉆頭穿通前體槽以加工底部，鉆頭圍繞偏離穿通方向的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
在各個(gè)實(shí)施例中，加工可加寬或者加深底部，或者加工使底部的至少第一部分保持成形后的原樣。成形可包括利用圍繞基本上垂直于穿通方向并且基本上在盤元件的縱向中心軸線的圓周方向的輪軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪加工。加工可包括利用具有與槽側(cè)壁的回旋型面互補(bǔ)的回旋縱向型面的仿形切削鉆頭加工。穿通可使第一和第二側(cè)壁和底部之間的過(guò)渡部分平滑。在穿通過(guò)程中，鉆頭軸線可基本上以與其穿通方向成60和85度之間的一個(gè)角度沿盤元件的一個(gè)徑向平面設(shè)置。在其穿通過(guò)程中，鉆頭軸線可相對(duì)于其穿通方向傾斜。成形可包括利用具有不同直徑的部分的砂輪加工，以使前體槽形成有作為帶臺(tái)階的側(cè)壁的第一和第二側(cè)壁。穿通可增大底部的向外的凹度。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種用于在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)盤元件中切割葉根保持槽的方法。一個(gè)前體槽成形在具有第一和第二側(cè)壁以及底部的元件中。在成形后，鉆頭穿通前體槽以加工底部，鉆頭圍繞偏離穿通方向的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
在各個(gè)實(shí)施例中，鉆頭可是磨削鉆頭。鉆頭可具有用于加工底部的雙凸面表面部分。成形可包括利用砂輪進(jìn)行磨削。成形可包括利用一系列具有不同寬度的砂輪進(jìn)行磨削。所述軸線可偏離穿通方向5度至30度。所述軸線可相對(duì)于穿通方向傾斜。
在附圖和下面的描述中涉及了本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。從說(shuō)明書、附圖和權(quán)利要求中可以明顯地看出本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的葉片連接盤的部分縱向視圖；圖2是圖1的盤的第一前體的視圖；圖3是在加工過(guò)程中圖2的前體的徑向剖面圖；圖4是圖1的盤的第二前體的視圖；圖5是在圖2的前體加工過(guò)程中的圖2的前體的徑向剖面圖；圖6是圖1的盤的第三前體的視圖；圖7是在圖4的前體加工過(guò)程中的圖6的前體的徑向剖面圖；和圖8是在圖6的前體加工過(guò)程中的圖1的盤的徑向剖面圖。
在各個(gè)附圖中的相同的附圖標(biāo)記和表示符號(hào)表示相同的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了具有中心縱向軸線500和周邊22的盤20。一組周向杉樹型葉片連接槽24從周邊徑向向內(nèi)延伸，每一個(gè)葉片連接槽24被限定在形成所述槽的側(cè)壁和底部的表面25上。在該示例性實(shí)施例中，每一個(gè)槽24沿著對(duì)稱平面502延伸，對(duì)稱平面502可是穿過(guò)軸線500的縱向徑向平面或者可與軸線500形成一定的角度。每一個(gè)槽24具有用于接收葉片(未示出)的互補(bǔ)根部或者扣的回旋型面，以克服與盤圍繞其軸線500轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)的離心力將葉片固定在盤上。示例性槽在較窄的部分遠(yuǎn)端(徑向向內(nèi))分別有兩個(gè)較寬的部分。在該示例性實(shí)施例中，外側(cè)寬部在平面502的任何一側(cè)上被限定在表面25的側(cè)壁部分26A和26B之間。在其徑向外側(cè)，相關(guān)的較窄部分形成在側(cè)壁表面部分27A和27B之間。在其徑向內(nèi)側(cè)，一個(gè)較窄部分是由側(cè)壁表面部分28A和28B限定的。在內(nèi)側(cè)更遠(yuǎn)處，第二較寬部分(盡管沒(méi)有第一較寬部分寬)是由側(cè)壁表面部分29A和29B限定的，并且底部30以一種平滑的連續(xù)彎曲的方式在它們之間延伸。
在一種示例性制造方法中，最終的盤的前體初始形成有一個(gè)基本上連續(xù)的周邊。初始的前體槽24′(圖2)可被磨削，具有在較寬間隔的平行側(cè)壁表面部分31A和31B之間的外側(cè)部分和具有間隔較窄的表面部分32A和32B的內(nèi)側(cè)部分。基本上周向的側(cè)壁肩部表面部分34A、34B使這些表面部分分離。平的底表面36連接表面部分32A和32B。圖3示出了利用砂輪40磨削的初始槽前體，砂輪40具有大直徑中心部分42，大直徑中心部分42具有用于形成底表面36的周邊44和用于形成表面部分32A和32B的第一和第二側(cè)壁。砂輪具有一對(duì)較小直徑部分50，每個(gè)較小直徑部分50具有用于形成表面部分34A，34B中相應(yīng)的一個(gè)的周邊52和用于形成相關(guān)的表面部分30A、30B外側(cè)表面。砂輪被驅(qū)動(dòng)以沿著方向511圍繞其中心軸線510轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)沿著縱向512橫向移動(dòng)以使砂輪在盤的第一和第二側(cè)面60和62之間通過(guò)。
接著由每一個(gè)初始前體24′形成回旋的第二槽前體24″(圖4)。在該示例性實(shí)施例中，利用超磨削套管軸70(圖5)來(lái)完成，超磨削套管軸70被驅(qū)動(dòng)以沿著圍繞其中心縱向軸線514轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)沿著縱向512橫向移動(dòng)。示例性套管軸72具有安裝在相關(guān)銑床(未示出)以及遠(yuǎn)端超磨削涂層尖端74的軸72。所述尖端設(shè)有用于形成第二凹槽前體24″的表面25″的相關(guān)部分的近端和遠(yuǎn)端較寬部分76和78。表面25″相對(duì)于最終表面25略微朝向平面502。在該示例性實(shí)施例中，尖端74包括在最終底部的類似的略微朝外的表面25″上形成平底部30″的平遠(yuǎn)端80。
每一個(gè)槽前體24″接著被進(jìn)一步擴(kuò)大以形成第三前體24(圖6)。這由第二套管軸90來(lái)完成，第二套管軸90具有軸92和尖端94，并且第二套管軸90與套管軸70類似圍繞其軸線516轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)沿著縱向512橫向移動(dòng)。相對(duì)于套管軸70的尖端74，尖端94具有直徑略大的相應(yīng)部分并且略長(zhǎng)。除了在最終凹形底部略微向外的平底部30處，該示例性套管軸的尺寸使得表面25與最終表面25對(duì)準(zhǔn)。底部30具有與光滑表面部分29A和29B急劇相交部分(表面25的情況與表面25是相同的)。提供至少一個(gè)附加的加工步驟以使表面部分30形成有其向外的凹形和向相鄰的部分29A和29B的平滑連續(xù)曲線過(guò)渡。這可利用套管軸120來(lái)實(shí)現(xiàn)，套管軸120具有軸122和超磨削尖端124，并且套管軸120圍繞其軸線520轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)沿著縱向512橫向移動(dòng)。由于轉(zhuǎn)動(dòng)在尖端124的遠(yuǎn)端的中心處產(chǎn)生零移動(dòng)，因此軸線520是徑向偏離的。圖8示出了與縱向或者進(jìn)給方向512成非直角θ的軸線，因此徑向偏離θ分量。參照?qǐng)D8，套管軸被限定為相對(duì)于進(jìn)給方向傾斜θ度，其中θ大于0度小于90度。斜度被限定為θ度，其中θ大于0度小于180度。在示例性實(shí)施例中，軸線520徑向偏離5至50度(40°≤θ≤85°)，最好在10至30度之間(60°≤θ≤80°)。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例。但是，應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可進(jìn)行各種變型。例如，在備選的實(shí)施例中，中間的套管軸加工可不必干擾初始槽前體的底部。該底部可僅利用有角度的套管軸來(lái)完成加工。另外，本發(fā)明的原理可用于多種現(xiàn)有的基本盤結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)。在這樣的實(shí)施例中，實(shí)施例的特征可受到盤的特征和技術(shù)的影響。因此，其他的實(shí)施例在下列的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)盤元件中切割葉根保持槽的方法，所述方法包括一個(gè)前體槽成形在該元件中，所述前體槽具有第一和第二側(cè)壁和底部；以及在成形后，旋轉(zhuǎn)鉆頭穿通前體槽以加工底部，鉆頭圍繞偏離穿通方向的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在成形后和在所述穿通之前，在第一和第二側(cè)壁中加工回旋型面。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述加工將加寬或者加深底部。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述加工使底部的至少第一部分保持不變。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述加工包括利用具有與槽側(cè)壁的回旋型面互補(bǔ)的回旋縱向型面的仿形切削鉆頭加工。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，成形包括利用圍繞基本上垂直于穿通方向并且基本上在盤元件的縱向中心軸線圓周方向的輪軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪加工。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述穿通使第一和第二側(cè)壁和底部之間的過(guò)渡部分平滑。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述穿通過(guò)程中，鉆頭軸線基本上以相對(duì)于所述穿通方向成60和85度之間的一個(gè)角度沿元件的一個(gè)徑向平面設(shè)置。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在穿通過(guò)程中，鉆頭軸線可相對(duì)于所述穿通方向傾斜。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工包括利用具有不同直徑的部分的砂輪加工，以使前體槽形成有作為帶臺(tái)階的側(cè)壁的第一和第二側(cè)壁。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述穿通將增大底部的向外的凹度。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，鉆頭是磨削鉆頭。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，鉆頭是具有用于加工底部的雙凸面表面部分的磨削鉆頭。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述成形包括利用砂輪進(jìn)行磨削。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述成形包括利用一系列具有不同寬度的砂輪進(jìn)行磨削。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述軸線偏離穿通方向5度至30度。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述軸線相對(duì)于穿通方向傾斜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)盤元件中切割葉根保持槽的方法，所述方法包括在該元件中成形一個(gè)前體槽。所述前體槽具有第一和第二側(cè)壁和底部。旋轉(zhuǎn)鉆頭穿通前體槽以加工底部。鉆頭圍繞偏離穿通方向的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B23C3/28GK1575926SQ20041005456
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者B·M·曼特爾 申請(qǐng)人:聯(lián)合工藝公司