机械制造技术第七章难加工材料与结构的加工技术资料.ppt

难加工结构的加工技术  2.叶片及涡轮盘加工 1.叶片及涡轮盘加工中存在的问题 ： 在航空燃气涡轮发动机中，涡轮部件的工作条件最为苛刻，特别是涡轮转子，要在高温、高压、高转速和高气流速度下工作，其工件材料难以机械切削，工件加工空间又十分有限，所以很难采用传统的机械方式进行加工。涡轮转子的工作能力直接影响发动机的基本性能和可靠性。叶片是航空发动机制造中最关键的零件，是喷气发动机和气轮机设备中的重要零件，叶身型面形状复杂而且要求精度高，加工批量大。采用常规的机械加工方法进行加工时，必须先经精密铸造，然后加工，抛光后镶嵌至叶轮的榫槽中，再焊接而成，其劳动量占全机的30％以上，而且材料难加工、形状复杂、薄壁易变形。 难加工结构的加工技术  2.叶片及涡轮盘加工 2.涡轮盘叶片的铣削加工方法 ： 1.铣削叶片 难加工结构的加工技术  2.叶片及涡轮盘加工 2.涡轮盘叶片的铣削加工方法 ： 2.叶片弯曲成形 为了提高叶片在弯曲时的塑性，避免产生裂纹，在机加工后安排零件热处理（淬火）工序。热处理后将零件安装在弯曲模具上，用比零件材料软的木制工具均匀地进行弯曲，直到与胎具吻合为止。考虑到在弯曲过程中有一定的回弹量，叶片不能与模具完全贴合，所以在设计模具时应给零件留出0.1mm的回弹量，即零件的叶片和模具有0.1mm的间隙。弯曲后的叶片经X光、荧光探伤检查，没有裂纹、夹渣等缺陷，零件质量完全达到设计图纸要求。在无专用机床设备的条件下，采取上述工艺措施，完成了涡轮盘叶片的加工，保证了产品质量。 难加工结构的加工技术  2.叶片及涡轮盘加工 3.叶片的电解加工方法 ： 70年代叶片工艺发生重大变革，电解加工成为叶片加工的主要工艺，取得了显著的技术经济效果，突出体现在高效、低成本上。例如英国R.R公司加工RB2l1涡轮叶片的机动时间仅2min/片，我国某航空发动机厂涡轮叶片加工由传统的切削工艺改为电解加工后，其单件工时降到原有的1/10。由于电解加工叶片所取得的突出成效，因而从70年代起得到了广泛地应用，迄今电解加工已成为国内外航空发动机叶片加工中主要的、不可缺少的工艺。因此叶片也就成了电解加工中数量最大的加工对象，当前我国绝大部分航空发动机叶片毛坯仍为有余量的锻件或铸件，其中叶身加工大部分均采用此法。 难加工结构的加工技术  2.叶片及涡轮盘加工 4.多轴数控加工： 随着数控技术的发展，近年来多轴连动数控加工中心的性能不断提高，多轴数控编程技术也取得了很大进步。因此，采用多轴数控加工方法对叶片及整体叶轮进行加工，在工业发达国家已逐渐成为主流。 难加工结构的加工技术  3.阵列孔及微孔加工 在有些特殊的零件上，存在数以千计的孔。如果用传统的钻削方法进行加工，不但加工效率低，而且位置精度也难以保证。有的孔为非直母线，有的孔为微小直径，很难采用普通钻削方法进行加工。本节介绍在阵列孔及微孔加工中的一些工艺措施和新技术。 主要技术： 1.应用钻模板技术 2.采用照相电解加工 3.用激光加工密集群孔 4.采用电子束加工小孔 5.电铸加工非直母线孔 难加工结构的加工技术  3.阵列孔及微孔加工 1.应用钻模板技术 ： 直升机上舰是海军军事装备现代化的重要标志之一。直升机要安全、可靠的实现上舰，就必须实现直升机的快速系留。直升机的快速系留是通过着舰格栅面板上的1000多个系留孔来实现的。因此，高效、准确地加工出数以千计的系留孔是着舰格栅面板加工的难点。 难加工结构的加工技术  3.阵列孔及微孔加工 2.采用照相电解加工： 照相电解加工是一种特种加工方法。它由化学铣切、照相化学铣切等特种加工方法发展而成。其工艺过程如下： 1.清洗 目的是将毛坯表面清洗干净，以保证防蚀层的粘附力均匀一致，腐蚀速度均匀不变； 2.涂防蚀层 目的是保护那些不需要加工的表面。 难加工结构的加工技术 3.刻划防蚀层图形 采用照相技术，限定毛坯上要切除部位的尺寸与形状。 4.腐蚀加工 采用电化学腐蚀技术，按图纸要求把毛坯上不需要的材料去除掉。 5.清除防蚀层 从加工完的半成品上把防蚀层去除掉。 难加工结构的加工技术  3.阵列孔及微孔加工 3.用激光加工密集群孔： 北京航空制造工程研究所的巴瑞璋等人在一台脉冲激光加工机上进行了直升飞机发动机火焰筒上的薄壁零件的密集群孔加工研究。 各排孔之间距离及孔中心线方向示意图 难加工结构的加工技术  3.阵列孔及微孔加工 4.采用电子束加工小孔 ： 目前，电子束打孔的最小孔径已达1?m。当孔径在0.5～0.9mm时，其最大孔