航空发动机叶片矩形阵列磨削加工技术

航空发动机高压压气机叶片弯扭严重、进排气边小、材料加工难度大、精度要求高,采用常规锻造、辊轧、铣削、电解加工方法极难在高效率、低成本的前提下保证其几何精度和表面质量。而常规多轴联动磨削效率过低,且面临复杂的加工残余应力变形问题。因此,利用反向分段残余应力加工控制方法与研制的矩形阵列磨削机床相结合成功实现了多个型号叶片的多主轴同步磨削加工。其中,利用分段方法实现了工件的局部刚性化,等效减小了本段材料的加工变形,利用反向加工顺序消除了本段微小残余应力变形对其他各段的位置移动和误差放大,解决了柔性体局部材料加工过程定位基准的变位问题,使加工残余应力变形的影响减少至接近于零。所加工出的叶片线轮廓度和面轮廓度分别达到30μm和40μm以内,采用4主轴机床后磨削效率较此前单主轴机床的提高近4倍,该方法可以大幅度降低叶片加工成本,并为采用更多主轴机床矩形阵列加工奠定了基础。

叶片辊轧模具的设计方法

针对目前叶片辊轧模设计中存在的问题,通过对生产现场叶片轧制情况进行总结和分析,并结合叶片轧制工艺技术的提升,形成一套辊轧模具设计的方法。文章论述的辊轧模具设计方法经过轧制试验验证,能够实现满足叶片无余量精密轧制过程的工艺要求,目前已工程化推广应用。

切削工艺对荧光检测的影响

通过对叶片缺陷理化检测分析,确定了叶片的缺陷为铸造显微缩松,经过对叶片缺陷表面的各种加工工艺试验,发现了大磨削切深量对显微缩松的荧光检测灵敏性有一定的影响,其根本原因是在磨削力的作用下,导致缺陷通向检测表面的开口因材料变形而闭合。而采用无切削力的线切割加工替代粗磨工艺,可以大大降低对荧光检测灵敏性的影响。

叶片组合专用工装元件结构研究与应用

通过对专用叶片典型化工装结构研究,进行归纳总结后筛选出通用的工装单元结构,设计制造成组合工装标准模块,经标准化、系列化之后使之提升为叶片组合专用工装元件,适应叶片加工生产准备需要,在以后叶片机加中,用标准模块元件拼装专用工装,能简化组合工装结构和组合工装加工中的稳定性,扩大组合工装在叶片加工中的应用范围。

钛合金叶片抛光烧蚀问题与解决措施研究

钛合金材料因其比强度较高和抗腐蚀性能较好的特点,已经广泛地应用于航空发动机叶片的生产,然而由于钛合金材料一些特有的物理化学性质,也使得其加工获得良好质量性能变得比较困难。航空发动机叶片型面的加工因其气动性能和交变应力下的疲劳强度性能要求,

航空发动机叶段类静子辊轧叶片加工工艺

航空发动机叶段类静子叶片两端无安装板,只有一段空间曲面的叶身型面,后续与其他零组件焊接组合后形成扇形段。某发动机叶段类静子叶片为GH4169合金,具有型面曲率变化大、前弯后掠、大扭角、进排气边缘成瘦腰形且进、排气边缘厚度差异大等特点。针对叶段类叶片的结构特点,采用精密冷辊轧+数控砂带磨+非接触式测量的工艺方法,工艺过程主要包括辊轧坯料的平板制坯、辊轧模具的设计制造与检测、进排气边缘R的数控砂带磨削以及白光测量机对叶片进行全型面测量的工艺方法。采用该工艺方法生产的叶片可以满足几何精度的要求,而且具有优异的组织性能。

压气机叶片安装板内侧面自动化磨抛加工

针对压气机叶片安装板的自动化磨抛加工,基于北航提出的自动化磨抛加工工艺开展了应用研究。结合叶片安装板区域复杂曲面或结构特点,通过对磨抛轮的粒度优选、磨抛过程的优化以及接触压力的调整,实现了磨抛精度及表面粗糙度符合设计要求的攻关目标。试验结果表明:磨抛后表面粗糙度Ra在0.4μm以下,去除量在0.03mm以内,实现了替代手工磨抛的目的。在磨抛效率上也实现了与多台数控铣的节拍匹配,在200件叶片试制过程中磨抛工艺系统稳定,拟将该技术广泛推广应用于压气机叶片的研制和生产中。