薄壁细长轴的车削加工工艺研究

以螺旋桨传动轴零件为研究对象,以提高其加工精度和加工效率为目的,针对其结构特点,分别从工艺分析、夹具设计、数控加工等方面进行阐述,诠释该零件的数控加工过程和方法,为同类零件的数控加工提供借鉴。

航空发动机用薄壁细长轴旋锻校形工艺研究

针对航空发动机用薄壁细长轴零件内孔直径超差问题,提出了一种旋转锻造校形工艺。以大深径比细长轴为研究对象,通过旋转锻造的方法对内孔直径超差的不合格零件进行校形。设计了细长轴旋转锻造工艺参数和流程。通过有限元模拟的方法确定了适合不合格零件的径缩量,研究了管料缩径过程中的金属流动规律。基于模拟获得的参数,对航空发动机用薄壁细长轴进行旋转锻造校形实验,得到能满足再次深孔加工要求的细长轴。模拟结果表明,航空发动机用薄壁细长轴的径缩量为1.5 mm时,内孔直径为Φ22.53 mm,满足设计要求;实验结果表明,径缩量为1.5 mm时,内孔直径为Φ22.68 mm,最大直线度误差为0.068 mm,满足零件的再制造要求,旋锻加工后硬度提升3.6%,不影响零件使用。

空心薄壁细长轴旋转锻造过程材料流动规律研究

目的为了准确地设计带内台阶的薄壁细长轴类零件的旋转锻造用管坯,研究缩径过程中金属材料的流动规律。方法针对薄壁细长轴内台阶孔,采用有限元模拟与实验验证相结合的方法,研究管坯旋转锻造过程中,毛坯外径/内径之比、模具入角和摩擦条件对缩径过程金属流动的影响规律。结果管料外径和内径之比越大,金属的厚向应变越小;摩擦因数越大,金属的厚向应变越大;模具入角越大,金属的厚向应变越小。结论实验和模拟结果获得的规律基本一致,有效验证了模拟结果的正确性。

基于旋转锻造工艺的航空发动机薄壁空心细长轴加工精度研究

将旋转锻造(旋锻)成形方法应用于航空发动机薄壁空心细长轴的加工制造是一种新的工艺尝试。首先,介绍了旋转锻造的原理和工艺特点,然后,根据薄壁空心细长轴阶梯内孔同轴度加工的特点,进行了试验设计,并在自主研发的旋锻机上进行了试验,结合有限元数值分析方法对试验结果进行了分析和讨论。最后,对试验结果在产品上进行了验证。研究结果表明,旋锻工艺方法对保证航空发动机薄壁空心细长轴的精度是有效的,特别是对提高内孔的同轴度精度、保证壁厚均匀性,以及在改善工件的表面粗糙度和提高零件的力学性能等方面,与现有薄壁细长轴内孔加工方法相比有显著的优势:对锻造材料,脉冲加载锻打要比连续加载锻压的工艺塑性提高2.5~3倍;圆度:±0.005~±0.1 mm;同心度:提高50%;内表面的粗糙度小于0.05μm。

向极限挑战的高性能磨削技术发展及其在航空制造领域的应用前景

磨削加工是精密与超精密零部件加工质量保证的关键环节,在航空制造领域应用广泛。磨削技术目前已发展成为兼具高精度、高质量和高效率的加工技术,在获得极高加工效率的同时,还有利于保证零件加工精度和表面完整性。磨削技术不断突破传统工艺局限,已形成各具特色的高性能磨削工艺技术。高效深切磨削技术采用极高的砂轮线速度,结合大切深和高进给速度,可获得极高的磨削效率,而且加工表面完整性良好,在航空发动机高温合金叶片榫齿的高效成形磨削中显示了良好的效果。快速往复磨削工艺采用直线电机工作台直驱技术,可以实现很高的工作台进给速度,形成有利的传热条件,大部分磨削热可以被磨屑带离磨削区,能够获得较高的磨削效率和良好的表面完整性。快速点磨技术用于大深径比薄壁细长轴的磨削,有利于保证薄壁细长轴的加工精度,提升加工效率。缓进深切磨削技术用于发动机叶片榫齿的深切成形,磨削传热条件复杂,需要进一步开展大切深、复杂曲面接触条件下的磨削传热问题,不同接触条件的粗、精磨工艺设计,以及磨削过程智能监控与优化技术方面的研究。高效深切磨削工艺还可以实现航空铝合金的大去除率深切磨削。高速与超高速磨削技术在高体积分数碳化硅增强铝基复合材料、涡轮盘叶尖飞切磨削等不同领域,具有很好的应用前景。