第1篇 发动机盘类件的加工 1
第1章 盘类件的类型、结构特点、技术要求 1
1.1 盘类件的类型、结构特点 1
1.1.1 盘类件的类型 1
1.1.2 盘类件的结构 1
1.2 盘类件的技术要求 3
1.2.1 尺寸精度 3
1.2.2 几何形状精度 3
1.2.3 相互位置精度 3
1.2.4 表面粗糙度 3
1.3 盘类件的工艺分析 3
1.4 盘类件加工工艺过程 4
1.4.1 毛坯的选择 4
1.4.2 盘类件加工阶段的划分 4
1.4.3 采用工序集中的原则 5
1.4.4 定位基准选择 5
1.4.5 热处理工序位置安排 5
1.4.6 无损检测工序的安排 5
1.4.7 典型涡轮盘加工工艺过程 5
1.4.8 典型压气机盘加工工艺过程 6
第2章 盘类件的毛坯制造 8
2.1 涡轮盘、压气机盘的毛坯种类和机械加工余量 8
2.2 涡轮盘、压气机盘的毛坯图样 9
2.3 涡轮盘毛坯制造工艺 10
2.4 压气机盘毛坯制造工艺 10
2.5 涡轮盘、压气机盘锻件零件技术条件 12
第3章 涡轮盘典型加工工艺 15
3.1 涡轮盘的车加工 15
3.2 典型涡轮盘的车加工 15
3.2.1 涡轮盘的尺寸精度及技术条件 15
3.2.2 涡轮盘的车加工工艺分析 16
3.2.3 涡轮盘车加工工序 16
3.2.4 涡轮盘的车加工 16
3.3 涡轮盘枞树形榫槽的拉削 19
3.3.1 传统的拉削工艺 20
3.3.2 高速拉削工艺试验 20
3.3.3 涡轮盘枞树形榫槽的拉削 22
3.3.4 典型涡轮盘枞树形榫槽高速拉削 23
3.3.5 高速拉削涡轮盘枞树形榫槽的优点 24
3.3.6 榫槽两滚棒间Ni尺寸的计算方法 24
3.3.7 枞树形榫槽高速拉刀的设计 26
3.3.8 涡轮盘的车刀设计 29
第4章 压气机盘典型加工工艺 31
4.1 压气机盘的车加工 31
4.2 典型压气机盘的车加工 31
4.2.1 压气机盘的尺寸精度及技术要求 31
4.2.2 压气机盘的车加工工艺分析 32
4.2.3 压气机盘的车加工工序 32
4.2.4 压气机盘的车加工 32
4.3 压气机盘燕尾形榫槽高速拉削工装设计 36
4.3.1 燕尾形榫槽拉刀设计 36
4.3.2 燕尾形榫槽拉具的设计 40
4.4 车床夹具的设计 42
4.4.1 数控车床夹具的设计 42
4.4.2 车床磁力夹具的设计 44
第5章 焊接鼓筒组件的典型工艺 48
5.1 鼓筒组件的真空电子束焊接 48
5.1.1 GH4169高温合金可焊性分析 48
5.1.2 电子束焊鼓筒组件的结构 48
5.1.3 鼓筒组件焊接技术难点分析 48
5.1.4 焊接工艺 49
5.1.5 检验 51
5.1.6 补焊 51
5.2 鼓筒组件摩擦焊接 51
5.2.1 结构特点 51
5.2.2 鼓筒组件摩擦焊接技术难点 51
5.2.3 摩擦焊工艺 52
5.3 焊接鼓筒组件的车加工 62
5.3.1 焊接鼓筒组件的尺寸精度及技术要求 62
5.3.2 焊接鼓筒组件的车加工工艺分析 63
5.3.3 焊接鼓筒组件的车加工工序 64
5.3.4 鼓筒组件的车加工 65
5.3.5 焊接鼓筒组件内、外型面车刀设计 76
5.3.6 周向燕尾槽车刀设计 77
第6章 盘类件端面精密孔加工 80
6.1 涡轮盘端面精密盲孔的加工 80
6.1.1 盲孔尺寸精度及技术要求 80
6.1.2 工艺分析 80
6.1.3 镗削精密盲孔 80
6.2 压气机盘端面精密螺栓孔的加工 81
6.2.1 精密螺栓孔尺寸精度及技术要求 81
6.2.2 工艺分析 81
6.2.3 镗削精密螺栓孔 81
第7章 盘类件、焊接鼓筒组件热、表处理工艺 83
7.1 涡轮盘的热处理工艺 83
7.1.1 涡轮盘制造工艺流程 84
7.1.2 典型热处理工艺 84
7.1.3 GH4169高温合金的性能 84
7.2 摩擦焊鼓筒的热处理 85
7.2.1 鼓筒制造工艺流程 85
7.2.2 热处理工艺 85
7.3 压气机盘的热处理 85
7.3.1 压气机盘制造工艺流程 85
7.3.2 热处理工艺 86
7.4 焊接鼓筒组件喷丸强化工艺 86
7.4.1 喷丸加工目的 86
7.4.2 喷丸技术条件及工艺要求 86
7.4.3 硬件设施及技术要求 87
7.4.4 喷丸工艺过程 87
7.4.5 检验方法 88
7.5 摩擦焊鼓筒组件的热喷涂工艺 89
7.5.1 热喷涂的原理 89
7.5.2 篦齿上喷涂涂层 89
7.5.3 工艺过程 89
7.5.4 注意事项 89
7.6 摩擦焊鼓筒组件的吹砂工艺 90
7.6.1 工作原理 90
7.6.2 目的 90
7.6.3 吹砂工艺分类 90
7.6.4 工艺流程 90
7.6.5 工艺参数 90
7.6.6 检验 90
7.6.7 吹砂注意事项 90
第8章 盘类件、焊接鼓筒组件的技术检查 92
8.1 盘类件、焊接鼓筒组件的外观检查 92
8.1.1 表面粗糙度检查 92
8.1.2 锐边打磨质量检查 92
8.2 盘类件、鼓筒组件尺寸的检查 93
8.2.1 长度、深度和厚度尺寸的检查 93
8.2.2 型面尺寸的检查 97
8.2.3 理论点深度、直径尺寸的检查 98
8.3 盘类件、鼓筒组件技术条件的检查 99
8.3.1 平面度的检查 99
8.3.2 垂直度的检查 99
8.3.3 平行度的检查 100
8.3.4 同轴度的检查 100
8.3.5 跳动的检查 100
8.4 盘类件榫槽（试件）光学投影检查 101
8.4.1 涡轮盘枞树形榫槽（试件）投影检查 101
8.4.2 鼓筒组件的环形燕尾槽成型刀具光学投影检查 101
8.4.3 环形燕尾槽的KA尺寸的检查 102
8.5 涡轮盘枞树形榫槽深度测具设计及测量方法 103
8.5.1 测具设计 103
8.5.2 测量方法 104
8.6 涡轮盘枞树形榫槽位置度（均匀分布）测具设计及测量方法 104
8.6.1 测具设计 104
8.6.2 测量方法 105
8.7 涡轮盘榫槽综合测具设计及检验方法 105
8.7.1 综合测具 105
8.7.2 检验方法 106
8.8 压气机盘端面精密孔位置度测具设计及测量方法 107
8.8.1 功能量规 108
8.8.2 测量方法 108
第9章 盘类件的无损检验 110
9.1 盘类件的超声波检验 110
9.1.1 盘类件的超声波检验概述 110
9.1.2 盘类件检验现状 111
9.1.3 盘的检验 111
9.1.4 盘的检测发展趋势 112
9.2 典型摩擦焊鼓筒的检验 112
9.3 盘类件及摩擦焊鼓筒的荧光检验 112
9.3.1 荧光渗透检验原理 112
9.3.2 渗透检验的应用 113
9.3.3 盘类件及摩擦焊鼓筒的荧光检验 113
9.3.4 摩擦焊鼓筒的荧光检验 113
9.3.5 盘类件及摩擦焊鼓筒荧光检验的展望 113
9.4 盘类件的磁粉检验 114
9.4.1 磁粉检验原理 114
9.4.2 磁粉检验方法 114
9.4.3 磁粉检验工艺 114
9.4.4 典型压气机盘磁粉检验（Ⅰ） 115
9.4.5 典型压气机盘磁粉检验（Ⅱ） 115
9.5 高温合金和钛合金盘的低倍腐蚀 115
第2篇 轴类件的加工 117
第10章 轴类件的类型、结构特点及技术条件 117
10.1 轴类件的类型和结构特点 117
10.1.1 轴类件的分类 117
10.1.2 轴类件的结构特点 117
10.2 轴类件的用途及工作条件 119
10.3 典型轴类件技术要求 119
10.4 典型轴类件的选材 120
10.4.1 常用的材料 120
10.4.2 常用材料的机械性能 120
第11章 轴类件的毛坯 121
11.1 涡轮轴压气机轴的毛坯种类及技术条件 121
11.2 轴类件毛坯的公差及余量设计 122
11.3 轴类毛坯的锻造工艺 122
第12章 轴类件工艺程序设计 124
12.1 工艺程序设计的技术依据 124
12.2 轴类件的加工工艺分析 124
12.3 轴类件加工工艺方案的选用 124
12.4 工艺路线的设计 125
12.4.1 加工阶段的划分 125
12.4.2 热处理、表面处理及辅助工序的安排 125
12.4.3 涡轮轴加工工艺路线 127
第13章 轴类件加工典型工艺 129
13.1 轴类件的深孔加工工艺 129
13.1.1 深孔加工的工艺特点及工艺方法 129
13.1.2 深孔加工的机床 130
13.1.3 深孔加工的刀具 131
13.1.4 深孔加工的工艺程序 134
13.2 空心长轴类件外表面加工工艺 136
13.2.1 外表面加工工艺特点及方法 136
13.2.2 外表面加工工艺程序 136
13.2.3 轴类件的花键加工 139
第14章 轴类件热处理、表面处理的工艺 142
14.1 轴类件的热处理工艺 142
14.1.1 涡轮轴的热处理工艺 142
14.1.2 压气机轴的热处理工艺 143
14.2 轴类件的稳定处理工艺 144
14.3 轴类件发蓝工艺 144
第15章 轴类件的检验 146
15.1 外观及尺寸检验 146
15.1.1 外观检验 146
15.1.2 尺寸检验 146
15.2 技术条件检查 146
15.3 轴类件的磁粉检验 147
15.3.1 轴件的磁化方法 147
15.3.2 磁粉检验工艺 148
15.3.3 涡轮轴磁粉检验 148
15.3.4 高压涡轮轴磁粉检验 149
第3篇 盘类环形薄壁件加工 150
第16章 盘类环形薄壁件的结构特点、技术条件及加工工艺性分析 150
16.1 盘类环形薄壁件的结构特点 150
16.2 盘类环形薄壁件的技术条件 151
16.3 盘类环形薄壁件的加工工艺性分析 153
第17章 盘类环形薄壁件加工中变形原因分析及避免变形的工艺措施 154
17.1 盘类环形薄壁件在加工过程中发生变形原因分析 154
17.1.1 工艺路线的安排是否合理 154
17.1.2 定位基准、夹紧方式和加工余量分配方面的原因 154
17.1.3 进刀方式和切削用量 154
17.1.4 刀具的影响 154
17.1.5 切削热 155
17.1.6 表面喷丸 155
17.1.7 被加工件的材质 155
17.1.8 文明生产 155
17.2 为避免盘类环形薄壁件的变形，在工艺上应采取的措施 155
17.2.1 制定正确的加工工艺路线 155
17.2.2 增加被加工件的刚性 157
17.2.3 工艺规程和夹具结构设计方面的措施 159
17.2.4 选择合理的切削用量和进刀方式 160
17.2.5 刀具的几何角度要合理 160
17.2.6 避免切削热引起零件的变形 161
17.2.7 减小喷丸后盘环件变形的措施 161
17.2.8 防止盘环件发生振动的措施 161
17.2.9 固化工艺参数，防止一次进刀量过大 162
17.2.10 质量管理方面的措施 162
第18章 盘类环形薄壁件的毛坯制造工艺 163
18.1 环形件毛坯的种类及技术条件 163
18.2 环形锻件毛坯的公差和余量设计 164
18.3 环形锻件毛坯的制造工艺 164
18.4 典型环轧（碾压）工艺举例 165
第19章 盘类环形薄壁件加工工艺 167
19.1 盘类环形薄壁件的车加工工艺 167
19.1.1 盘类环形薄壁件轮廓外形的车加工 167
19.1.2 封严篦齿齿形的车加工 168
19.1.3 盘类环形薄壁件涂层的加工 169
19.2 盘类环形薄壁件上孔的加工工艺 170
19.2.1 盘类环形薄壁件端面上精密定位孔的加工 171
19.2.2 盘类环形薄壁件圆柱面上径向孔和斜孔的加工 172
19.2.3 盘类环形薄壁件端面上持型孔的加工 172
19.3 盘类环形薄壁件尺寸偏差及形状位置偏差的检查 173
19.3.1 盘类环形薄壁件尺寸偏差测量工具的选用 173
19.3.2 盘类环形薄壁件尺寸偏差及形状位置偏差的检验方法 179
19.3.3 精密螺栓孔位置度的检查 180
19.3.4 封严篦齿的检查 180
19.4 盘类环形薄壁件的无损检测——荧光检验 181
19.5 盘类环形薄壁件的加工工艺路线 182
19.5.1 盘间封严环的加工工艺路线 182
19.5.2 外篦齿环的加工工艺路线 184
19.5.3 叶片挡圈的加工工艺路线 185
第20章 盘类环形薄壁件的表面处理工艺 188
20.1 盘类环形薄壁件的喷丸工艺 188
20.2 盘类环形薄壁件表面涂层的喷涂工艺 189
第4篇 发动机涡轮转子、压气机转子的装配工艺 190
第21章 涡轮转子、压气机转子的装配工艺 190
21.1 涡轮转子、压气机转子的结构特点及技术要求 190
21.1.1 涡轮转子的结构特点 190
21.1.2 涡轮转子的技术要求 191
21.1.3 压气机转子的结构特点 193
21.1.4 压气机转子的技术要求 195
21.2 涡轮转子、压气机转子的装配工艺分析 195
21.2.1 涡轮转子、压气机转子装配的工艺特点 195
21.2.2 装配工艺过程的工艺分析 196
21.2.3 低压压气机转子装配工艺程序 196
21.3 涡轮转子、压气机转子的装配工艺 197
21.3.1 涡轮转子的装配工艺 197
21.3.2 压气机转子的装配工艺 199
第22章 涡轮转子、压气机转子的组合加工 208
22.1 涡轮转子的组合加工 208
22.1.1 涡轮转子组合加工的工艺分析 208
22.1.2 盘与轴联接销孔的组合加工 209
22.1.3 涡轮轴组件表面的组合加工 210
22.2 压气机转子的组合加工 211
22.2.1 压气机转子组合加工的工艺分析 211
22.2.2 盘与盘联接销孔的组合加工 212
22.2.3 盘与轴联接孔的组合铰孔加工 214
22.2.4 封严篦齿的车加工 215
22.2.5 叶片外径的组合加工 216
第23章 发动机涡轮转子、压气机转子的平衡 218
23.1 平衡原理 218
23.1.1 静平衡原理 218
23.1.2 动平衡原理 218
23.1.3 平衡机的工作原理 220
23.1.4 动平衡机的传动方式和支承方式 220
23.2 涡轮转子、压气机转子的平衡工艺 221
23.2.1 不平衡的校正形式 221
23.2.2 盘的静平衡 222
23.2.3 涡轮转子、压气机转子的动平衡 223
第5篇 盘轴类件典型加工工艺及发展趋势 229
第24章 数控加工技术及其应用 229
24.1 数控机床的特点 229
24.2 机床数字控制实现的基本构思 229
24.3 数控加工程序编制概述 230
24.3.1 数控加工的程序编制 230
24.3.2 程序编制有关标准及代码 230
24.3.3 常用G指令的编程方法与应用 232
24.4 盘类件数控加工技术应用示例 233
24.4.1 涡轮盘、压气机盘的结构特点 233
24.4.2 涡轮盘数控车加工实例 234
24.4.3 涡轮盘型面轮廓的检验 243
24.4.4 压气机盘数控加工实例 243
24.5 轴颈类件数控加工技术应用示例 247
24.5.1 高压涡轮后轴工艺性分析 247
24.5.2 高压涡轮后轴内外型面的粗加工 248
24.5.3 内型面数控精加工 248
24.5.4 外型面数控精加工 253
第25章 透平机械轴类件制造新技术 254
25.1 新型深孔钻和钻削技术 254
25.1.1 BTA深孔钻头 254
25.1.2 硬质合金单刃深孔枪钻 255
25.1.3 喷射钻头 255
25.1.4 T-MAX钻头 256
25.2 提高深孔镗削加工刚性的途径 258
25.2.1 机械阻尼刀杆 258
25.2.2 整体硬质合金刀杆和钢结硬质合金刀杆 258
25.2.3 浇灌阻尼材料的深孔加工方法 259
25.2.4 采用双支点深孔加工机床 259
25.3 大型轴类件的加工 259
25.3.1 深孔加工 259
25.3.2 精密花键齿的加工 261
25.3.3 动力涡轮轴的珩磨加工 261
25.3.4 蝶式抛光 262
25.4 高压涡轮后轴径向盲孔的加工 262
25.5 高压涡轮后轴轴向深孔的加工 264
25.6 高压涡轮后轴内孔镀铬工艺 264
25.6.1 铬层的性质 265
25.6.2 高压涡轮后轴内孔镀铬工艺 265
25.6.3 镀铬过程中常见故障的产生原因及消除方法 266
25.7 轴套类件的深孔加工 266
25.7.1 汽轮机轴套的深孔加工 266
25.7.2 薄壁长筒零件的内孔加工 270
25.8 薄壁长筒件的加工新工艺 271
25.8.1 薄壁长筒零件的双刀切削法 271
25.8.2 车削薄壁长筒件避免振动的措施 272
25.9 磨削细长轴工艺 274
25.9.1 磨削前的准备工作 274
25.9.2 砂轮及磨削用量的选择 275
25.9.3 中心架的使用 275
25.9.4 控制弯曲度的措施 276
25.10 内燃机车主轴轮盘的外圆磨削 276
25.10.1 磨削加工的工艺条件 277
25.10.2 加工过程 277
25.10.3 磨削后的检验 278
第26章 涡轮盘压气机盘榫槽拉削 279
26.1 拉削工艺 279
26.1.1 合理选择拉削方式 279
26.1.2 高速拉削机床的特点 279
26.1.3 拉削用夹具 281
26.1.4 冷却与润滑 282
26.1.5 拉削速度的合理选择 282
26.2 应用高速侧拉床拉削实例Ⅰ——船用增压器转子轴组件的榫槽拉削 283
26.2.1 榫槽拉削工艺性分析 285
26.2.2 榫槽拉削概况 285
26.2.3 拉刀的优化设计 286
26.2.4 夹具的设计 287
26.2.5 确定最佳拉削速度 288
26.2.6 榫槽的拉削方法与拉削过程 288
26.3 拉削实例Ⅱ——压气机盘榫槽的高速拉削 289
26.3.1 高速拉削模拟试验 289
26.3.2 压气机盘榫槽的拉削试验 290
26.4 拉削产生缺陷的原因及消除方法 291
26.4.1 影响拉削表面质量的因素 291
26.4.2 影响拉刀耐用度、寿命的因素 293
26.5 论高速拉削工艺的先进性 294
26.5.1 系统的刚性 295
26.5.2 速度范围 295
26.5.3 排屑方面 296
26.5.4 行程和运动精度 296
26.6 拉削中应注意的问题 296
26.6.1 拉刀寿命与表面粗糙度的关系 296
26.6.2 提高夹具的刚性 296
26.6.3 其他方面的措施 297
26.7 拉削的发展趋势 297
26.7.1 改进拉刀结构 297
26.7.2 采用新的拉刀材料和表面处理工艺 298
26.7.3 研究难加工材料的拉削 298
26.7.4 推广采用高速拉削 299
26.7.5 振动拉削及带有超声系统的拉削 301
26.7.6 推广采用新磨料磨削高速钢拉刀 302
26.7.7 发展制造拉刀用的数控机床和刃磨机床 303
第27章 盘轴类件的最终加工工艺 304
27.1 钛合金的磨削裂纹及抑制措施 304
27.1.1 钛合金的磨削裂纹 304
27.1.2 磨削裂纹的抑制措施 305
27.1.3 分析结论 306
27.2 加工表面粗糙度及其对GH4169高温合金疲劳寿命的影响 306
27.2.1 磨削表面粗糙度 307
27.2.2 GH4169高温合金的车削表面粗糙度 309
27.2.3 加工表面粗糙度及其对GH4169高温合金疲劳寿命的影响 310
27.2.4 分析结论 310
27.3 高压涡轮后轴零件内外圆磨削加工工艺 311
27.3.1 磨削加工工序图 311
27.3.2 磨削加工工艺参数的选择 312
27.3.3 磨削加工工艺过程及检验方法 313
27.4 涡轮盘、压气机盘最终加工方法 313
27.4.1 零件去毛刺工艺 313
27.4.2 干喷丸法提高盘、轴件疲劳强度 317
27.4.3 液体磨料的加工及其未来发展 317
第28章 柔性制造技术及其发展 320
28.1 柔性制造技术（FMT）概念 320
28.2 柔性制造系统（FMS）基本概念 321
28.2.1 柔性制造系统的产生和特点 321
28.2.2 柔性制造系统的级别和适用范围 321
28.3 柔性制造系统的组成和结构 323
28.3.1 柔性制造系统的加工系统 324
28.3.2 柔性制造系统的物流系统 328
28.3.3 柔性制造系统的控制和管理系统 330
28.4 柔性制造系统的应用 331
28.4.1 柔性制造系统实施步骤 332
28.4.2 柔性制造系统的应用例 333
28.5 柔性制造系统的发展趋势 334
参考文献 335
后记 336