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无余量成形叶片的精密加工技术《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:04:21 阅读: 来源:水空调厂家

2016-05-16 10:07:48来源: 贤集网

近净成形(无余量精密锻、铸造以及超塑成形等)工艺能直接形成叶片的复杂曲面,取消了叶身表面的材料去除环节,从而能改善叶身在高温、高压及高速旋转条件下的耐疲劳等机械/物理/材料性能,提高叶片的抗疲劳强度和工作寿命,已成为当前西方先进航空发动机转子叶片技术的重要发展趋势。

此类叶片的机械加工——包括进排气边及叶尖等,特别是榫头部分的精密高效加工——是以无余量成形的薄壁曲面叶身为零件的加工、测量基准。由于叶身所具有的自由曲面及薄壁特性,以叶身曲面为基准进行定位、夹紧和榫头加工,容易出现过大的偏差及变形,在位测量的精度不容易保证,因此,要实现榫头加工的高表面完整性和形位误差是非常困难的。

同时,转子叶片装配中榫头又是叶片的安装部位,加工误差及表面完整性又必须严格控制。这两重因素的存在及相互影响,由于无余量精密锻/铸造转子叶片的材料特性、复杂薄壁曲面构型等因素,都使得叶片的加工误差及其表面完整性难以保障,极大地影响了发动机的整体性能。

传统上,为了解决无余量精密成形叶片由于其复杂薄壁曲面构型带来的工件刚性差、误差难控制的问题,较为常用的一种方法是使用低熔点合金浇注工艺,即对已经完成叶身无余量精锻和进排气边加工的叶片毛料,用六点定位法夹持叶身进行浇铸,把复杂的叶身点定位转换成规则的面定位,得到浇铸块后用浇铸块定位进行叶片后续精密加工的工艺方法。

但这种工艺存在非常明显的缺陷:(1)曲面零件的定位基准转换过程受实际工艺的影响,会引入较大的定位误差,严重影响加工精度;(2)为了增强刚度低熔点合金常常包覆了待加工面,但是由于钛合金较强的化学活性,在加工区域的高温影响下,钛合金可能会和低熔点合金发生反应,从而损害零件的表面加工质量。

(3)生产准备复杂、工作时间长、工作效率比较低,同时工人劳动强度过大会对生产安全性和产品质量有影响;(4)由于后续需要加温熔化工艺过程,合金也可能会在叶片表面上有微量残留,对叶身表面有潜在影响;(5)低熔点合金浇铸工艺过程存在着一定的污染,工况恶劣,隐患比较大。

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