火箭發動機渦輪泵軸電解擴孔加工技術

馬長進，劉 嘉，王文昭，謝和瑞，霍世慧

(1.西安航天發動機有限公司，陜西 西安 710100；2.南京航空航天大學，江蘇 南京 210016；3.西安航天動力研究所，陜西 西安 710100)

0 引言

渦輪泵是泵壓式液體火箭發動機的“心臟”，它擔負著向發動機推力室主系統及發生器等副系統輸送高壓推進劑的重任，渦輪泵的性能和可靠性直接影響發動機乃至航天運載器的運載能力和可靠性。軸是大推力液體火箭發動機渦輪泵的核心零件，它將渦輪盤、誘導輪、離心輪等高速旋轉件串聯在一起，工作在高壓力、高轉速、超低溫、超高溫等極端惡劣工況下。為了提高軸的臨界轉速，需要在直徑71.8 mm的深盲孔中，將深度739 mm至315 mm(加工部位長度424 mm)的一段內腔直徑由71.8 mm擴孔至89 mm，直徑擴大的內腔兩端與原71.8 mm的壁面為圓弧過渡。

細長階梯孔在航空航天、汽車及醫用等領域應用廣泛，軸深孔由于內孔大、外孔小，且深孔長度達到740 mm，半徑方向材料去除量約8.6 mm，采用常規機械方式加工，易出現軸線偏斜、刀具振顫以及散熱條件差等問題，尤其針對高強鋼、高溫合金等材料，加工難度極大，成本十分高昂。電解加工是一種非接觸式的材料去除制造技術，工件陽極與電源正極相連，工具陰極與負極相接，在電場、流場和化學腐蝕場作用下發生電化學溶解，完成工件成型，電解加工具有陰極無損耗，不受材料硬度限制，加工效率高，表面無殘余應力等優勢，特別適用于難加工材料復雜型腔的大批量制造，可高效、低成本實現軸深長孔加工。……