航空发动机整体叶盘加工工艺探析.doc

《航空发动机整体叶盘加工工艺探析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、航空发动机整体叶盘加工工艺探析摘要：航空发动机制造是一个国家高端制造业的集中体现，当前我国航空产业高速发展对于航空发动机的需求大幅增加，积极研发与应用航空发动机机械加工新技术，在保障航空发动机机械加工质量的同时有效地提高航空发动机机械加工效率对于保障航空发动机的供应有着极为重要的意义。叶盘是航空发动机中的重要组件，整体叶盘机械加工能够有效地避免榫头、榫槽间的微动磨损、微观裂纹等缺陷，对于提高航空发动机的使用性能和使用寿命有着极为重要的意义。本文在分析航空发动机整体叶盘机械加工特点的基础上对航空发动机整体叶盘常用的加工技术进行分析阐述。关键词：航空发动机；整体叶盘；机械加工0前言整体叶盘应用于航

2、空发动机中能够有效地提高航空发动机的使用性能和使用的可靠性。但是相对的航空发动机整体叶盘机械加工也面临着较大的困难和挑战，航空发动机整体叶盘结构复杂，尤其是航空发动机整体叶盘的叶片型面为自由曲面，叶片厚度薄带来的是航空发动机整体叶盘叶片的整体刚性较差，航空发动机整体叶盘叶片容易在机械加工中产生变形进而影响航空发动机整体叶盘的机械加工质量。此外，受航空发动机整体叶盘结构限制在机械加工中发生干涉现象较为严重，相较于普通的盘片分离结构航空发动机整体叶盘机械加工所面临的困难更大，应当积极做好航空发动机整体叶盘加工技术的研究与应用，提高航空发动机整体叶盘的加工质量与加工效率。1航空发动机整体叶盘的结构与

3、加工特性5学海无涯航空发动机整体叶盘从结构形式上主要分为整体式和焊接式两大类，焊接式采用的是对叶片进行单独加工并在后期采用电子束焊、线性摩擦焊或是真空固态扩散联结等的焊接技术将前期加工的叶片焊接至叶盘。采用焊接式加工时对于叶片焊接质量要求较高，其直接影响着航空发动机整体叶盘的使用性能和可靠性。整体式叶盘是航空发动机整体叶盘的主要结构形式，在对整体式叶盘加工制造主要依靠的是机械加工，加工时采用整体材料或是锻造的毛坯件进行加工，在这一过程中材料去除余量主要是依靠通道粗加工完成的，通道粗加工与航空发动机整体叶盘的加工效率密切相关，应当积极做好航空发动机整体叶盘通道粗加工技术的研究与应用，以便有效地提

4、高航空发动机整体叶盘的加工效率，缩短加工周期。2航空发动机整体叶盘通道加工工艺航空发动机整体叶盘通道加工可以采用多种加工工艺与加工方法，不同的加工方法有其应用的特点与缺陷，本文将就航空发动机整体叶盘通道加工中所能够采用的加工工艺方法等进行介绍。（1）机械铣削加工机械铣削加工是航空发动机整体叶盘通道加工所采用的最普遍也是最主要的加工技术，在对航空发动机整体叶盘通道进行机械铣削加工中可以分为侧铣、插铣和摆线铣等铣削方式。侧铣是普遍采用的铣削方法，侧铣中采用分层铣削的方式，侧铣加工中铣刀侧刃与材料相接处，铣刀将主要承受来自于侧刃的径向切削力，随着铣削深度的增加刀具所承受径向力的加大铣刀将在径向力的作

5、用下发生变形、震颤，这一问题的产生不仅仅会影响刀具的使用寿命，同时也会对航空发动机整体叶盘通道的铣削质量产生较为严重的影响。插铣是一种应用于航空发动机整体叶盘通道粗加工的高效粗加工方式，现今正越来越多地应用于大余量复杂结构件的粗加工中并取得了较为良好的粗加工效果。插铣是Z轴铣削法的另一种叫法。在航空发动机整体叶盘通道粗加工中应用插铣时，铣刀将主要在Z轴方向进行进给利用铣刀底刃在工件表面进行钻铣的组合切削，插铣加工方法在航空发动机整体叶盘通道粗加工中应用时主要采用的是直纹面逼近自由曲面，通过这一方式铣刀所受到的切削力相对较为稳定刀具受到的变形较小可以保持较为稳定的切削。不论是采用小幅进给还是在增

6、大侧向步距的情况下插铣都能够保持较为稳定的切削，尤其是在插铣的过程中铣刀于零部件的接触面较小进而使得切削表面温度较低，对于航空发动机整体叶盘通道所使用的钛合金、高温合金等材料的金属部件插铣加工方式所取得的效果更好且切削效率更高。摆线铣指的是铣削加工时铣刀在高速自转的同时将沿着由圆弧和直线所组成的摆线运动轨迹进行进刀。摆线铣在航空发动机整体叶盘通道机械加工中应用时可以使得铣刀与工件的接触角减小，在使得铣刀的切削效率进一步提高的同时对于刀具的磨损量大幅减少。5学海无涯（2）电火花加工电火花加工相对于机械铣削加工能够获得更好的复杂曲面加工效果，但是相对于铣削加工电火花加工的加工效率较低，尤其是在加工

7、的过程中，由于电极损耗会使得电火花加工的精度降低，在加工中需要经常更换加工电极，从而进一步提高了航空发动机整体叶盘通道的加工成本。此外，电火花加工会在航空发动机整体叶盘通道表面形成再铸层影响航空发动机整体叶盘通道加工后的疲劳寿命。受制于上述影响因素电火花加工技术在航空发动机整体叶盘通道加工中应用极少。（3）电化学加工电化学加工主要利用的是金属在电解液中阳极溶解的特性，在应用电化学加工技术时，阴极部