整体压气机叶轮加工工艺研究
叶轮加工工艺分析
叶轮加工工艺分析叶轮加工是现代工业中非常重要的一个制造工艺,广泛应用于风力发电、航空航天、汽车制造等领域。
本文将分析叶轮加工的工艺流程、加工方法和常见问题,并对未来的发展进行展望。
叶轮加工的工艺流程通常包括以下几个步骤:设计、制造模型、数控编程、机床加工和表面处理。
设计阶段是叶轮加工的基础,通过CAD软件对叶轮进行建模,确定叶轮的几何参数和工作原理。
制造模型是将设计好的叶轮加工成模型样品,通常可以采用数控机床进行加工。
数控编程是将设计好的叶轮模型转换为机床可以识别的指令,以控制机床进行加工。
机床加工是将编程好的指令加载到数控机床,进行切削加工,通常采用高速钻铣切削。
最后,叶轮的表面处理是通过抛光、镀层、喷漆等方式对叶轮的表面进行改善,提高其耐磨性和外观质量。
叶轮加工的方法主要有切削加工和成型加工两种。
切削加工是通过切削力将工件表面切削掉的一种加工方式,常用的切削加工方法有车削、铣削、钻削等。
成型加工是通过对材料进行压力加工,将其塑性变形成预定形状的加工方法,常用的成型加工方法有冲压、挤压、锻造等。
对于叶轮的加工来说,常用的方法包括车削、铣削和钻削。
其中,车削是将旋转的刀具和工件相对挤压,以获得所需形状和尺寸的加工方法;铣削是通过多刃刀具在工件表面上运动,将金属从工件表面削除的方法;钻削是利用旋转的钻头在工件上进行穿孔的方法。
在叶轮加工中常见的问题包括切屑处理、加工精度、加工难度等。
切屑处理是指在切削加工过程中产生的切屑的处理问题。
由于切屑的形状复杂、尺寸不一,如果处理不当容易使切屑堵塞机床,造成工作停止。
因此,切屑处理关乎整个加工过程的稳定性和效率。
加工精度是指叶轮加工的尺寸、形状和位置精度的控制。
叶轮作为复杂零部件,其加工精度直接影响其工作性能和质量,因此需要进行严格的控制。
加工难度是指叶轮加工过程中所面临的技术难题。
叶轮具有复杂的曲线形状和细小的空腔结构,对切削加工精度和机床稳定性要求较高,因此在加工过程中会面临一些技术难题,如刀具的选择和刀具寿命的控制等。
压气机叶轮数控车削加工工艺剖析
压气机叶轮数控车削加工工艺剖析摘要通过对图样总体工艺分析,明确加工内容及技术要求,得出安排三道车削工序的理由,针对每道工序,从确定加工方案、选取定位基准及装夹方法、走刀路线、工步划分、刀具及切削用量选择等诸多方面进行深入细致的阐述,然后对加工中易出现的质量问题及改进措施进行分析。
关键词压气机叶轮数控车削工艺压气机叶轮是汽车涡轮增压器中的关键部件,它的质量直接影响增压器的质量。
对压气机叶轮的技术要求、加工工艺要求十分严格。
达到产品质量标准。
一、加工图样及技术要求技术要求:1.机械加工线性尺寸的未标注公差按GB/T1804_92-m。
2.机械加工角度的未标注公差按GB/11335_89-m。
3.叶片外弧去毛刺、保留锐角、其余修钝锐边。
4.压气机叶轮片数为12片。
5.未标注表面粗糙度为不加工。
二、零件工艺总体分析从结构上看,该工件轮廓面由内外圆柱、台阶、椎体、圆弧、平面等组成,加工部位较多,材料为ZL105A-T5,加工时极易变形。
从精度上看,多个尺寸精度和表面粗糙度要求较严格,特别是形位公差要求较多且较严格,编排加工工艺时应考虑细致。
叶轮在装机前,经过动平衡后把该工件的内孔穿在转子轴上,使之形成过渡配合来使用,因此切削加工时形位公差、内孔尺寸及表面粗糙度尤为重要。
根据该工件外形条件,可采用CAK6136/750di四工位刀架的数控车床加工。
此外毛坯为精密铸造经喷砂得到,加工余量不大,故每道工序可以用粗、精车来完成。
零件图尺寸标注完整,轮廓描述清晰,无热处理和硬度要求,批量为500件。
通过上述分析,采用三道工序车削完成:大端面及内孔加工;平总长;台阶、外圆及圆弧加工。
采用此三道工序车削及顺序的理由:为了使内孔和大端面的跳动符合精度要求,必须采取内孔和端面在一次装夹内完成的加工办法来实现,要使内孔和外圆、台阶符合跳动的要求,必须以内孔做定位基准来解决,但是需要用内孔做定位基准,必须需要先把总长取出来解决。
整体叶盘的加工工艺研究
整体叶盘的加工工艺研究摘要:整体研判是现代航空发动机的一种新型结构部件,对于提高航空发动机性能具有重要作用。
本文主要介绍了航空发动机整体叶盘结构的特点、应用现状、制造技术及其发展趋势。
关键词:航空发动机;整体叶盘;铣削工艺;叶型在过去40年,航空制造技术的进步,使发动机的效率提高了约70%。
而来自于经济和环保方面的压力,使航空发动机的设计和制造技术有待进一步提高。
来自商业和经济效益方面的驱动因素包括:强化产品投资组合,促进产品多样化;降低产品全寿命成本;提高产品质量;缩短研发周期,加速投放市场。
而来自环保方面的压力是,欧洲航空研究咨询委员会(ACARE)确立了2020年的环境保护目标:二氧化氮排放量降低80%,二氧化碳排放量降低50%、可感噪声降低50%。
制造技术的进步对于实现上述目标至关重要,而且新技术需要通过所有产品的设计和制造过程进行基本的检验。
作为发动机的核心部件压力机来说,它的设计的发展趋势之一就是:采用新结构与新的制造工艺技术,结构更简单,零件数量更少。
在这种情况下,整体叶盘应用的越来越多,无论是轴流还是离心,采用数控加工整体成型的比例很大,叶盘多采用比强度高的钛合金。
1 整体叶盘结构的特点(1)不需叶片榫头和榫槽连接的自重和支撑这些重量的结构,减轻了发动机风扇、压气机、涡轮转子的重量。
英国R.R公司在发动机中采用整体叶盘结构后,与传统的叶片、轮盘分体结构相比,重量可减轻50%,若采用金属基复合材料(MMC)的整体叶环(Bling),则可减重70%。
(2)原轮缘的榫头变为鼓筒;盘变薄,其内孔直径变大;消除了盘与榫头接触应力,以及由于榫头安装角引起的力矩产生的挤压应力;减轻了盘的重量,提高叶片的振动频率。
(3)可消除常规叶盘中气流在榫根与榫槽缝隙中逸流造成的损失,是发动机工作效率增加,推重比显著提高。
(4)由于省去了安装边和螺栓、螺母、销子、锁片等连接件,零件数量大大减少,避免了榫头、榫槽间的微动磨损、微观裂纹、锁片损坏等意外事故,使发动机工作寿命和安全可靠性大大提高。
燃气轮机叶轮加工
燃气轮机叶轮加工燃气轮机(Gas Turbine)是一种将燃气的能量转化为机械能的热力机。
它由压气机、燃烧室、涡轮和排气管组成。
其中,涡轮是燃气轮机的心脏,它运用燃气能量驱动涡轮转动,再通过与压缩空气相反的过程,将机械能转化为电力或驱动其他机械。
而涡轮的核心部分就是叶轮(Blade)。
叶轮的结构和质量对燃气轮机的性能影响很大。
因此,燃气轮机叶轮的加工工艺是燃气轮机制造主要的难点之一。
燃气轮机叶轮的加工工艺一般分为两个部分:铸造和机械加工。
由于燃气轮机叶轮体积大、结构复杂,因此需要使用先进的铸造和加工技术,以确保叶轮的质量和性能。
一、燃气轮机叶轮的铸造工艺铸造是燃气轮机叶轮制造中非常重要的一个工艺。
传统的燃气轮机叶轮采用铸造方法,将热力学计算和实际生产中获得的叶型等数据,制成石膏模型,再以模型为母型进行铸造。
铸造过程中会采用两次合模机型、冷铁和金属补充等复杂操作,并在高温热处理和其他工序中加工出成品。
由于铸造工艺的复杂性,传统的铸造工艺难以满足现代燃气轮机对高性能、高可靠性和长寿命的要求。
为了提高燃气轮机叶轮的质量和性能,同时提高生产效率,新的铸造工艺应运而生。
如今,常见的燃气轮机叶轮铸造工艺主要有几种。
其中,真空熔模铸造(VIM)是一种高端的铸造工艺。
它利用电炉加热,制造出高精度的模型,将金属加热到液态,不断搅拌金属,去除气泡和杂质,然后用真空抽取将熔化的金属灌入模型。
这种铸造工艺可以获得高精度的叶轮,但成本也很高。
另一种常见的铸造工艺是精密砂铸造(Precision Sand Casting)。
这种铸造工艺是将高强度、高密度的沙子混合真空化学物质制成模型,再将金属熔化后精确灌入模型中,形成叶轮。
这种工艺可以生产高质量的燃气轮机叶轮,价格也相对较低。
二、燃气轮机叶轮的机械加工工艺铸造完毕的叶轮会存在一定的表面毛刺、孔洞和凹凸不平等问题,不能直接投入使用。
因此,需要进行精细的机械加工。
机械加工是对燃气轮机叶轮制造工艺的一个更高层次的要求。
燃气轮机压气机叶片重点制造技术的研究的开题报告
燃气轮机压气机叶片重点制造技术的研究的开题报告一、研究背景燃气轮机作为一种高效、可靠、使用方便的机械设备,已经得到了广泛的应用。
其中压气机作为燃气轮机中的关键部件,其性能直接影响着燃气轮机的工作效率和经济性。
压气机叶片作为压气机中极为关键的部件,是进行气体压缩和加速进入燃烧室的重要组成部分,直接参与了燃气轮机能量转换过程。
因此,如何研究燃气轮机压气机叶片的制造技术,不仅可提高燃气轮机的运行效率,而且对国家的能源领域具有很好的推动作用。
二、研究目标本项目旨在研究燃气轮机压气机叶片制造技术的关键问题,包括叶片材料、叶片表面质量等,以提高叶片的性能和制造质量。
具体研究目标如下:1. 研究各种材料的机械性能,选择适合压气机叶片的材料。
2. 探究叶片的表面处理方法,提高叶片表面质量和润滑性能。
3. 确定适合叶片制造的工艺流程和制造工艺。
三、研究内容1. 叶片材料的研究本项目将针对目前常见的压气机叶片材料进行研究,主要包括钛合金、铝合金和镍基合金等。
通过比较这些材料的机械性能、耐腐蚀性和耐高温性等指标,选择适合压气机叶片的材料,并在此基础上研究其加工工艺。
2. 叶片表面处理方法的研究在燃气轮机工作环境中,叶片的表面容易受到磨损、腐蚀和高温等因素的影响,因此要提高叶片的表面质量,延长叶片的使用寿命。
本项目将研究不同的叶片表面处理方法,包括阳极处理、电火花加工和化学氧化等方法,探究它们对叶片表面质量和润滑特性的影响。
3. 制造工艺的研究本项目还将研究适合压气机叶片制造的工艺流程和制造工艺。
根据叶片的材料、形状和表面要求等因素,探究叶片的加工、成型、热处理和表面处理等各个环节的优化方案,并制定应用该技术的生产工艺流程。
四、研究意义本项目的研究将有重要的理论意义和实际应用价值:1. 研究不同材料的机械性能,有助于提高压气机叶片的材料性能和寿命,降低生产成本。
2. 研究叶片表面处理方法,有助于提高叶片表面质量和润滑特性,延长叶片寿命,同时减少燃气轮机能耗、增加燃气轮机电站的供电量。
博士硕士学位论文:离心式压缩机叶轮整体电解加工研究
大连理工大学硕士学位论文离心式压缩机叶轮整体电解加工研究姓名:李丹申请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:朱林剑20071201大连理工大学硕士学位论文片图1.1开式叶轮Fi导1.1Openi哔n口半开式叶轮和开式叶轮不同,叶片槽道一侧被轮盘封闭,另一侧敞开,改善了气体通道,减少了流动损失,提高了效率。
但是,由于叶轮侧面间隙很大,有一部分气体从叶轮出口倒流回进口,内泄漏损失大。
此外,叶片两边存在压力差,使气体通过叶片顶部从一个槽道潜流向另一个槽道,因而这种叶轮的效率仍不高,比闭式叶轮低。
但是由于这种叶轮不设轮盖,因而半开式叶轮允许圆周速度高,单级压比大,常常成为单级增压器的主要叶轮形式.圈1.2半开式叶轮Fig.1.2Un蚰Illd面pen茁闭式叶轮由轮盘、叶片和轮盖组成,这种叶轮对气体流动有利。
轮盖上装有气体密封,减少了内泄漏损失。
叶片槽道间潜流引起的损失也不存在,因此效率比前两种叶轮离心式压缩机叶轮整体电解加工研究都高。
另外,叶轮和机壳侧面间隙也不像半开式叶轮那样要求严,可以适当放大,使检修时拆装方便。
这种叶轮在制造上虽较前两种复杂,但具有效率高和其他优点,故在压缩机中得到广泛应用。
图1.3闭式叶轮Fig.1.3Cl_oⅫ:li珥枷日二元轮叶片的形状常采用单圆弧、双圆弧、直叶片和空间扭曲叶片。
三元轮叶片空间扭曲,大大改善了气体流动性能,使叶轮效率得到较大提高,但加工复杂,最先在大流量压缩机中应用,当今由于三元流设计和制造技术的进步,许多压缩机(包括中等流量甚至小流量压缩机)叶轮都采用全三元流设计.1.3.2叶轮常用加工方法叶轮加工方法分为铆接、焊接和整体型【硐。
铆接型叶轮分为一般铆接和整体铣制铆接。
一般铆接叶轮是早期压缩机常采用的方法,叶片常用钢板压制成型,分别与轮盘、轮盘铆接在一起。
一般铆接比整体铣制铆接材料利用率高,但强度低,多用在低中压压缩机中叶片比较宽的情况下。
铣制叶轮的叶片在轮盘上铣出,和轮盖利用穿孔铆接、或者利用叶片榫头铆接。
整体叶轮的加工工艺
整体叶轮的加工工艺摘要:根据叶轮加工专业软件中NC 程序模块分类思路以及通用叶轮数控工艺的需求分析,在对某型叶轮进行五轴加工工艺编排过程中对此方法进行了工程试用,最后通过VIRICUT 加工仿真平台验证了叶轮工艺及特征分类方法的可行性和正确性。
关键词:叶轮;加工特征;加工模块1 引言随着航空发动机推重比的日益提高,在风扇与压气机中整体叶轮的结构得到越来越多的应用,其省去了连接用的榫头、榫槽,使零件数大为减少。
然而却带来单件结构复杂、刚性差、材料加工难度大、加工质量要求高,加工量大等一系列加工难点。
而且整体叶轮上的叶片往往由复杂的自由曲面经过三维扭曲组成,几何精度要求很高,因此对加工程序的编制提出了更高的要求。
如何快速地缩短我国叶轮加工工艺技术与发达国家的距离,研发我国自主版权的叶轮加工专业模块及软件,成为我国叶轮加工工艺技术研究中亟待解决的问题。
2 整体叶轮分类与CAD/CAM 系统结构目前航空发动机技术中所采用的整体叶轮按结构形式分为开式与闭式两种构型,开式叶轮按照气流的运行方式又可分为轴流式叶轮与离心式叶轮。
对于压气机转子和风扇等具有复杂曲面叶片叶轮的制造通常采用五轴数控铣削加工的方式实现其精度要求,较为成熟的工艺主要有:精锻毛坯+精密数控铣削加工;焊接毛坯+精密数控铣削加工。
采用通用加工软件对整体叶轮进行精密数控铣削加工的CAD/CAM 系统,如图2 所示。
图2整体叶轮的通用CAD/CAM 系统在通用加工软件中,首先根据叶轮图纸及型值点数据建立整体叶轮模型,之后对已有模型中的轮毂、流道、叶片等区域分别进行工艺编制和程序编写,并通过加工仿真验证程序的可行性,最后通过机床相应后置处理得到可以用于加工的NC 代码。
3 加工特征分类的整体叶轮加工工艺3.1 加工刀具的选择为了提高加工效率及保证刀具刚性,在叶轮的加工过程中应尽可能使用直径大的刀具。
通过UG 软件的距离分析功能可得被加工叶轮的叶片间距Lmin为8.2mm,为了保证半精加工余量δmax并为刀轴摆动角度预留空间,可以通过(1)式预估刀具直径,各参数定义,如图3所示。
发动机增压器压气机叶轮的五轴数控加工研究
_北方发动机研究所柴油机增压技术重点实验室/ 晋伟 王
王林起
龙 立
发 动机增 压器 压气机叶 轮 的
五轴数控加工研究
发 动机 增 压器 常用 的是 透 平压 缩 机半 开式 叶 轮 , 在 通常情况 下 ,压气机叶轮 采用铝合金材料 精密铸造而 成 。当发动 机增压 器 的压 比大干 35 ,铸 造铝合 金叶 .时 片的强度 已经满 足不 了使用要 求 ,时有叶 片断裂现象发 生 。为改 善叶 片 强度 可靠 性 ,必 须改 用锻 造铝 合 金材 料 ,通过五轴数控加 工 中心进 行叶片的整体铣 削加工 。 其 可靠性远远高 于精密铸造 的叶轮 ,但其加 工难 度和制 造成本也随 之增 高。
3 ),有 助于编程人 员随 时调整加 工方式 ,修 正工艺路 线 。加工过 程的 动态 图形仿 真验证 已成 为 图像数控 编
程系统 中刀具轨迹验证 的重要手段 。采用V R C T E I U 软
件 ,建立 了HE RMLE 6 0 RI C 0 U VE CUT 软件 ,建 立了 H RML C 0 U五轴数控加工中心整体机床虚拟三维模 E E 60
图5 叶轮毛坯尺寸
2刀具的选择 .
根据叶轮叶形通道的 曲面设计要求 ,进行 刀具的选 择。选择的原则是 :
了真实加工过程 中的试切削加 工验证效果 ( 见图4 )。
( )在轮毂 通道能够通 过的情况 下 ,尽量选择 大 1
直径的刀具。
()当大 、小 叶片的 间距较 小时 ,为 增加 刀具的 2 强度 ,提高加 工效率 ,可选用锥度、球头立铣刀具 。 ( )叶片 根 部 的 圆角根 据 设 计的 要 求一 定要 吻 3 合 ,必要 时订 做专用的球头铣刀 。如拟采用如附表所示 刀具 ,其 中1 、4 号 刀用 于叶轮开槽 ,3 刀用于 、2 、5 号
叶轮加工工艺研究
叶轮加工工艺研究引言:叶轮是流体机械中最重要的零件之一,在航空、汽车、船舶等领域有着广泛的应用。
叶轮的加工工艺对其质量、性能及寿命都有着重要的影响。
因此,对叶轮加工工艺进行研究具有重要的意义。
一、叶轮加工工艺概述叶轮的加工工艺一般包括数控机床编程、车削、铣削、磨削、电火花加工等环节。
其中,数控机床编程是叶轮加工的基础,它决定了后续加工环节的顺序和方式。
二、数控机床编程技术数控机床编程技术是叶轮加工工艺的核心。
目前,常用的数控机床编程技术有手动编程和自动编程两种方式。
手动编程相对简单,适用于简单结构的叶轮加工;而自动编程则可以实现复杂轮廓、多通道切削等要求。
三、叶轮车削技术叶轮车削是叶轮加工的关键步骤之一、车削工艺通常包括粗车和精车两个阶段。
在车削过程中,要合理选择切削参数、聚合剂和刀具,以获得良好的加工效果。
四、叶轮铣削技术叶轮铣削是一种常用的加工方法,可以用来加工复杂轮廓的叶轮。
在叶轮铣削过程中,要注意刀具的选择、切削参数的优化以及冷却剂的使用,以获得高精度、高表面质量的叶轮。
五、叶轮磨削技术叶轮磨削是一种高效、高精度的加工方法,适用于加工高精度要求的叶轮。
磨削工艺一般包括粗磨和精磨两个阶段,其中精磨过程对于叶轮的表面质量和形状精度有着重要的影响。
六、电火花加工技术电火花加工是一种非接触式的加工方法,适用于加工高硬度、高精度要求的叶轮。
在电火花加工过程中,要控制放电参数、电极材料等因素,以获得满足要求的叶轮加工效果。
七、叶轮加工工艺的优化为了提高叶轮加工的效率和质量,可以采取一系列的优化措施。
例如,通过优化数控机床编程,减少刀具更换次数;通过改进刀具材料和几何形状,提高切削效率和精度;通过优化切削参数,减少切削力和表面粗糙度等。
结论叶轮加工工艺的研究对于提高叶轮的质量、性能和寿命具有重要的意义。
目前,在数控机床编程、车削、铣削、磨削和电火花加工等方面都有不断的进展和创新。
未来,可以继续优化叶轮加工工艺,提高加工效率和质量,满足不同领域对叶轮的需求。
整体叶轮的加工工艺
整体叶轮的加工工艺作者:雷科来源:《科技视界》2013年第29期0 引言叶轮是涡轮式发动机、涡轮增压器等动力机械的关键部件,广泛应用于航空航天、船舶机械、石油化工等领域。
日常生活中常见的应用就是汽车的涡轮增压器。
整体叶轮的形状比较复杂,叶片的扭曲大,极易发生加工干涉,因此其加工的难点在于流道、叶片的粗、精加工。
本文将利用UG NX、UG/Post Builder、VERICUT对五轴编程中的三大难点(刀路轨迹的编写、后置POST的编写、仿真验证)进行详细的说明。
1 加工工艺分析考虑到整体叶轮实际的工作情况,一般整体叶轮的曲面部分精度高,工作中高速旋转,对动平衡的要求高等诸多要求,结合叶轮的形状、结构特点、材料安排工艺路线如下:1)铣出整体外形,钻、镗中心定位孔;2)精加工叶片顶端小面;3)粗加工流道面;4)精加工流道面;5)精加工叶片面;6)清根处理。
本文主要研究了流道粗、精加工和叶片精加工加工轨迹规划。
对于整体叶轮为叶片分布均匀的回转体类零件,应选择它的底面圆心作为工件的原点,进而简化工件的找正和后处理过程。
根据整体叶轮的几何模型特征,可以基本上确定例如加工所使用机床型号、刀具参数、夹具和装夹方式等。
叶轮的加工使用DMG 75V的机床,SIEMENS 840D的控制器。
该机床配备有X、Y、Z三个线性轴,B、C两个回转轴构成了一台标准的TH(Table_Head)结构的五轴联动加工中心。
刀具的使用方面,五轴联动加工中优先使用球头刀和圆角R刀加工,这样可以最大程度上减少由刀具引起的过切和干涉。
对于流道较窄的叶轮,在加工窄流道处时,可以适当选择锥度球头铣刀,可以有效的提高刀具的刚性。
流道粗加工过程去除主要加工余量,直接影响着精加工的效率和质量,提高开粗加工的效率和质量对整个叶轮的加工具有重要意义。
叶轮流道部分的加工余量并不随着叶轮型线均匀分布,切削过程中切削深度不断变化,刀具受力变化较为剧烈,大大缩短了刀具寿命,降低了加工质量,这需要合理规划加工轨迹。
航空发动机整体叶盘加工工艺分析
航空发动机整体叶盘加工工艺分析摘要:随着近几年的外来技术引进及国内的制造水平提升,发动机整体叶盘制造技术被攻克,但加工效率低下,远远达不到量产需求,工艺技术及刀具需进一步研发。
关键词:航空发动机;整体叶盘;加工工艺分析引言现阶段,随着社会的发展,我国的现代化建设水平也有了很大的提高。
1998年以来,我国进入了航空大发展时期。
近几年随着各种新型号军、民机先后升空,我国对自主先进大推力航空发动机的需求与日俱增。
发动机是飞机的心脏,被誉为工业皇冠上的明珠。
其制造能力直接标志着国家的顶尖制造水平,现美国和英国牢牢掌控大推力先进航空发动机的关键技术,在行业中呈垄断形式。
自2005年“太行”定型后,我国对新型发动机研制及量产有了新的需求,其中,整体叶盘制造更是核心瓶颈技术攻关之一。
数控加工是航空发动机整体叶盘最主要的加工方法,数控加工工序是保证整体叶盘几何精度符合设计要求的重要环节。
按照设计三维数模精铣后的叶片型面虽满足图纸尺寸公差,但后续叶片表面光整及强化工艺会对叶型特征产生不同程度的影响,导致最终叶型几何特性超出设计要求。
通过对抛光、振动光饰、喷丸等表面光整及强化工艺进行分析,确定其对叶型参数的影响规律及量值,再根据预变形技术对精铣工序的加工模型和程序进行修正,使叶片在精洗后获得与后续表面光整及强化工艺变形规律相反的形状和位置,再在后续加工中消除这些预变形量,从而达到在最终交付状态获得合格整体叶盘的目标。
1整体叶盘材料特性及整体叶盘盘铣加工技术分析1.1整体叶盘材料特性整体叶盘是航空发动机的组成之一,整体叶盘的存在能提高发动机性能、减小重量、提高耐久性与可靠性。
常见的整体叶盘材料是TC4钛合金材料,该材料属于(α+β)型钛合金,有好的比强及热强度,具有良好的抗腐蚀和抗疲劳性能,同时该材料同时具备α、β双向组织,能进行热处理强化,最大化地提高飞机的使用寿命,降低飞机后期成本。
但是,该材料属于典型难加工材料,主要原因有:钛合金弹性模量低,加工中易产生变形;摩擦系数大,刀具易磨损;热导率低,加工时热量不能有效传递,刀具温度较高,处理不当很容易造成粘刀,加快刀具磨损;化学活性高,加工中形成硬化层,硬度大量提升,且易于燃烧。
增压器压气机叶轮模具的加工方法
增压器压气机叶轮模具的加工方法增压器压气机叶轮模具的加工方法引言叶轮模具是增压器压气机制造过程中不可或缺的关键零部件。
为了保证叶轮的质量和性能,正确选择和使用加工方法非常重要。
本文将介绍几种常见的增压器压气机叶轮模具的加工方法。
1. 切削加工方法切削加工是一种常用的加工方法,主要包括以下几种子方法:•车削加工•外圆车削•内圆车削•背面车削•铣削加工•钻削加工•磨削加工除了切削加工外,还有一些非切削加工方法可用于叶轮模具的加工,这些方法包括:•焊接加工•激光切割•电火花加工•水刀切割3. 其他加工方法除了切削和非切削加工方法外,还有一些特殊的加工方法可用于叶轮模具的加工,如:•压铸加工•3D打印•热压成型结论针对增压器压气机叶轮模具的加工方法,本文介绍了切削加工、非切削加工和其他加工方法。
对于不同的叶轮模具,选择适合的加工方法非常重要,可以提高生产效率和产品质量。
希望本文对你在叶轮模具加工方面有所帮助。
切削加工是一种常用的加工方法,适用于钢材等硬材料的加工。
下面是几种常见的切削加工方法:车削加工车削加工是通过旋转工件,利用刀具对其进行切削、修整和加工的方法。
在叶轮模具加工过程中,常见的车削加工包括:•外圆车削:通过刀具沿着工件的外圆轨迹进行切削,用于加工叶轮模具的外径。
•内圆车削:通过刀具沿着工件的内圆轨迹进行切削,用于加工叶轮模具的内径。
•背面车削:通过刀具对工件的背面进行切削,用于加工叶轮模具的背部形状。
铣削加工铣削加工是通过旋转铣刀,将其刀齿沿着工件表面连续切削下去的加工方法。
在叶轮模具加工中,常见的铣削加工包括:•平面铣削:用于加工叶轮模具的平面轮廓。
•高速铣削:利用高速旋转的铣削机进行切削,加工速度快,适用于大批量生产。
钻削加工是利用钻头进行切削、钻孔的加工方法。
在叶轮模具加工中,钻削加工常用于加工叶轮模具上的孔。
磨削加工磨削加工是利用磨料对工件进行切削的加工方法。
在叶轮模具加工中,磨削加工常用于加工叶轮模具上的高精度表面。
压气机叶片工艺
压气机叶片工艺压气机叶片工艺随着现代工业的高速发展,压气机逐渐成为许多机械设备中必要的元器件之一。
而压气机的叶片作为压气机的核心,其生产工艺不仅对压气机的使用效果有着重要的影响,更是考验着制造业技术的难点。
本文将从类别划分的角度详细介绍压气机叶片的工艺。
一、压铸工艺压铸工艺是一种传统的生产叶片的工艺。
这种工艺具有快速生产、高效率和高精度的特点。
压铸工艺的生产流程主要分为模具制造、铝合金熔炼、注射成型、清洗处理和表面处理等步骤。
其中,模具制造是整个生产过程中最复杂的一环,选择优质的模具材料和制造过程将直接影响到产品的质量。
二、锻造工艺锻造工艺是一种将金属加热到塑性状态后进行锻造制造的技术,其具有高强度、高韧性和高精度的特点。
锻造工艺主要分为手工锻造和机械锻造。
手工锻造需要熟练的工匠和专业的技术,工艺复杂且生产效率低。
而机械锻造则具有生产率高和制作精度高等优点,可生产出高质量的叶片,尤其适用于大型压气机叶片的制作。
三、CNC加工工艺CNC加工工艺是利用计算机数字控制技术来控制加工设备进行叶片生产。
该技术具有高精度、高效率和稳定性好的特点。
CNC加工工艺主要分为设计、程序编制、加工仿真和机器加工等步骤。
设计和程序编制是生产过程的核心环节,需要高度专业化的技术人员进行操作。
四、喷涂工艺在压气机叶片的生产过程中,为了提高叶片的使用寿命和耐磨性,常常需要进行喷涂处理。
喷涂工艺可使叶片表面形成一层坚硬的耐磨涂层,对加工精度、抗疲劳性和抗腐蚀性都有着积极的影响。
常见的喷涂材料有涂层、陶瓷和金属喷涂材料等,需要选择适合的喷涂材料和喷涂技术来保证叶片的质量。
总之,压气机叶片的生产工艺是制造业技术水平的重要体现之一,不同的叶片工艺适用于不同的叶片形状和尺寸。
只有选择适合的工艺并严格按照流程进行操作,才能生产出高质量、高性能的压气机叶片,为相关设备的正常运行提供强有力的保障。
整体叶轮的加工工艺
整体叶轮的加工工艺整体叶轮的加工工艺0 引言叶轮是涡轮式发动机、涡轮增压器等动力机械的关键部件,广泛应用于航空航天、船舶机械、石油化工等领域。
日常生活中常见的应用就是汽车的涡轮增压器。
整体叶轮的形状比较复杂,叶片的扭曲大,极易发生加工干涉,因此其加工的难点在于流道、叶片的粗、精加工。
本文将利用UG NX、UG/Post Builder、VERICUT对五轴编程中的三大难点(刀路轨迹的编写、后置POST的编写、仿真验证)进行详细的说明。
1 加工工艺分析考虑到整体叶轮实际的工作情况,一般整体叶轮的曲面部分精度高,工作中高速旋转,对动平衡的要求高等诸多要求,结合叶轮的形状、结构特点、材料安排工艺路线如下:1)铣出整体外形,钻、镗中心定位孔;2)精加工叶片顶端小面;3)粗加工流道面;4)精加工流道面;5)精加工叶片面;6)清根处理。
本文主要研究了流道粗、精加工和叶片精加工加工轨迹规划。
对于整体叶轮为叶片分布均匀的回转体类零件,应选择它的底面圆心作为工件的原点,进而简化工件的找正和后处理过程。
根据整体叶轮的几何模型特征,可以基本上确定例如加工所使用机床型号、刀具参数、夹具和装夹方式等。
叶轮的加工使用DMG 75V的机床,SIEMENS 840D的控制器。
该机床配备有X、Y、Z三个线性轴,B、C两个回转轴构成了一台标准的TH(Table_Head)结构的五轴联动加工中心。
刀具的使用方面,五轴联动加工中优先使用球头刀和圆角R刀加工,这样可以最大程度上减少由刀具引起的过切和干涉。
对于流道较窄的叶轮,在加工窄流道处时,可以适当选择锥度球头铣刀,可以有效的提高刀具的刚性。
流道粗加工过程去除主要加工余量,直接影响着精加工的效率和质量,提高开粗加工的效率和质量对整个叶轮的加工具有重要意义。
叶轮流道部分的加工余量并不随着叶轮型线均匀分布,切削过程中切削深度不断变化,刀具受力变化较为剧烈,大大缩短了刀具寿命,降低了加工质量,这需要合理规划加工轨迹。
压气机叶片加工工艺研究
压气机叶片加工工艺研究摘要:尽管在技术革新和科技发展的当下飞机的性能不断得到提高,但发动机依然是制约飞机升级发展的核心问题,而压气机叶片作为其中的关键基础零部件近年来一直备受行业关注。
叶片作为精密制造零件,其加工工艺有自身的技术要求和加工难点,在分析现有研究叶片加工工艺的基础上,提出科学的针对性的优化策略,以推动压气机叶片加工工艺的发展进步。
关键词:压气机;叶片加工;工艺引言随着飞机技术和性能的不断进步,发动机工作能力成为决定飞机技术进步的重要因素,而压气机叶片作为重要的零部件,其质量关系到发动机的工作效率[1]。
航空发动机压气机的种类诸多,据统计大约三十种左右,而叶片的数量更是高达两三千片,近年来飞机技术革新速度较快,对于发动机的要求也越来越高,而对于叶片数量的要求呈现下降趋势。
尽管叶片需求数量减少,但质量要求却有所提升。
目前的发动机为实现重量轻、体积小、油耗少、高稳定等要求,会选择不同材质的发动机。
为实现发动机叶片良好的气动性能,在叶片加工工艺上要求更加精准,叶片厚度不断变薄,形状按照实际所需复杂度提升。
从叶片加工工艺上来说,复杂的形状结构会增加叶片加工难度,其中机床加工精度、刀具、毛坯等都会影响最终的叶片加工质量。
一、叶片加工技术要求与难点压气机叶片种类大小不一,尽管不同的叶片都有自己的技术加工难点、特点及工艺方式,但是对叶片表面身形来说,其相关定义和难点基本相同,下面对叶片加工的要求和难点做详细阐述。
(一)叶片加工技术要求航空发动机中压气机含有的叶片数量成千上万,种类繁多,其中最常见的静态叶片,该类叶片构造特殊能够按照发动机的需求随时调节叶片的角度,确保发动机的高效运行[2]。
压气机叶片身型是决定其质量高低的关键,叶型制造过程中打磨、公差参数精准度对叶片质量是极其重要的。
叶片零件的加工要做好全局考略,既要确保单区域的合格,又要确保关联区域的公差也是合格的。
事实证明形位公差的标准与虚拟发动机的轴线有一定的联系,因此为保证叶片符合发动机的要求要慎重选择定位基准,只有定位基准精准了才能保证工艺基准的精准。
一种整体式压气机叶轮的熔模低压铸造工艺
哎呀,这个话题听起来挺专业的,不过别担心,我会尽量用大白话来聊聊这个整体式压气机叶轮的熔模低压铸造工艺。
这玩意儿,听起来就像是给飞机发动机做心脏手术一样,得小心翼翼的。
首先,咱们得知道啥是压气机叶轮。
简单来说,它就是飞机发动机里头的一个关键部件,负责把空气压缩,然后让燃料燃烧得更充分,这样飞机才能飞得更高、更快。
而整体式压气机叶轮,就是把好几个叶片和轮盘集成在一起,这样设计的好处是结构紧凑,重量轻,效率还高。
好了,现在咱们聊聊熔模低压铸造工艺。
这个工艺,就像是用蜡做一个模型,然后在这个模型外面浇上金属,等金属冷却凝固后,再把蜡取出来,剩下的就是咱们想要的叶轮了。
这个过程听起来简单,但实际操作起来可是技术活。
首先,得做一个蜡模,这个蜡模得精确到毫米级别,因为最后做出来的叶轮可是要承受高温高压的。
蜡模做好后,得把它固定在一个砂箱里,然后往里头倒上耐火材料,这个耐火材料得能承受上千度的高温,还不能变形。
等耐火材料凝固后,就得把蜡模取出来。
这个过程得特别小心,因为蜡模很脆弱,一不小心就可能弄坏。
取出来的蜡模,会留下一个空腔,这个空腔就是叶轮的形状。
接下来,就是最关键的一步——浇铸。
得把熔化的金属倒进这个空腔里。
这个金属可不是普通的金属,得是耐高温、高强度的特殊合金。
倒进去后,金属会慢慢冷却凝固,形成叶轮的形状。
最后,等金属完全冷却后,就得把耐火材料敲碎,取出叶轮。
这时候,叶轮还是粗糙的,得经过打磨、抛光等一系列后续处理,才能变成光滑、精确的成品。
整个过程,就像是在做一件艺术品,需要耐心、细心和高超的技术。
虽然听起来挺枯燥的,但想想最后做出来的叶轮,能让飞机飞得更高、更快,还是挺有成就感的。
总的来说,整体式压气机叶轮的熔模低压铸造工艺,就是一门需要精确控制、精细操作的技术活。
虽然听起来挺高大上的,但其实就跟咱们平时做手工、做饭一样,都得用心、用技巧,才能做出好东西。
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() 1 叶轮 轮廓粗 车 削 。如 图 7所 示 , B C D、 A、 、 、
E面均 为 可一 次装 卡加 工 。 因 此 A、 D 面 均 可作 B、
理 , 更容 易地 检测 出制造 过程 中产 生 的 内部 缺 陷 , 可 使部 分材料 发 生应 变 强 化 。 同时 , 速 处 理 可 在 叶 超
中图 分 类 号 : K 3 . 2 T I4 5
文献 标 识 码 : B
1 叶轮 加 工 工 艺 流 程
整体 压气 机叶轮 是涡 轮增压 器最 关键 的零件 之
一
叶轮 粗开方 式选 择小切 深 、 快进 给 、 高转 速 的切 削方 式 , 最 大 程 度 地发 挥 MI R N U P 0 可 K O C 8 0机 床 轻载 、 高速 的性能 。如 图 2所 示 , 采用 硬质合金 球 头
作 者 简 介 :王
l 6
森 (9 3一) 男 , 程 师 , 科 。 18 , 工 本
王 森 , 烨 李
整 体 压 气机 叶 轮 加 工 工 艺研 究
4 加 工 动 平 衡 精 度 控 制
4. 加 工 难 点 1
叶轮动平 衡 的精度 是影 响增 压器 寿命 的重要 因
素, 动平 衡精 度要 求 越 高 , 叶 轮 动平 衡 工 序 中 , 在 去
() 2 叶轮轮 廓半 精 车 削 。此 工 序 轴 向定 位 基 准 为 c面 , 向定位 基准 为 D面 。 径
中不会失 效 , 否则 会 由于 叶轮 与 超 速 工装 发 生 相 对
位 移 , 成不 平衡 量 的突然增 大 而产生 振动 过载 , 造 致
() 3 精铣 叶轮 叶型 。此 工 序轴 向定 位 基 准 为 c 面 , 向定 位基 准为 D面 。 径 () 4 叶轮轮 廓精 车 削 。此工 序 轴 向工 艺 基 准 为
定位 面 与工装 保持 良好 的定 位配合 。超速 工装 及装
Hale Waihona Puke 夹 方 式 如 图 5所 示 。
通 过 采 用 以上 叶轮 加 工 工 艺 , 径 3 0 m 叶 直 5 m 轮成 品动 平衡 精 度 误 差 为 : 小端 不 超 过 0 8g m . / m;
大端不 超过 1g m / m。 由此 可 以看 出 , 始终保 持 加工 基 准统 一是 保证 叶轮 最终 动平衡 精度 的关 键 。
为后 续加 工 的径 向工 艺 基 准 , 、 c E面可 作 为 后 续 加
工 的轴 向工艺 基准 。
轮 轮 毂 内部 形成 良好 的 预应 力 分 布 , 在 叶 片 底部 并
形 成一 定 的压应 力 , 最 大程 度 地 减 少 涡 轮增 压器 可 应 用过 程 中 的振 动 问题 ¨ 。
影响 。
通 过使 用 MI R N U P 0 K O C 8 0五 轴 加工 中心 加工
直 径 3 0l 的铝制 叶轮 , 用 相对 大 切 深 、 5 m n 采 慢进 给 的切削 方式 , 单件 叶 轮加 工 时 间 减少 1 5h 叶 轮 叶 . , 型经 三坐标 测量 仪 检测 , 与理 论 叶型 轮 廓 误差 不超
冷 热 工 艺
文 章编 号 :0 76 3 ( o 2 o -o 6o 1 0 -0 4 2 1 ) 3o 1 -2
机车车辆工艺 第 3期 2 1 6月 02年
整 体 压 气机 叶 轮 加 工 工 艺 研 究
王 森 , 李 烨
( 车大连机 车研 究所 有限公 司, 宁 大连 16 2 ) 北 辽 0 1 1
的。整体 压气 机 叶轮 的加工 工艺流 程如 图 1 所示 。
图 1 整体 压 气 机 叶 轮 加 工 工 艺 沉程
本 文分别就整体压气机叶轮加工工艺流程 中的叶 轮叶型铣削 、 叶轮超速预过载处 理 、 叶轮 动平衡 精度 的 控制 3个难点进行论述 , 给出相应 的解决方法 。
重 的重 量越 多 , 图 6所 示 。但 在 叶轮 的 准许 去 重 如 区域 内 的可去重 量 有 限 , 此在 叶轮 加 工 过 程 中就 因
图 4 叶轮 精 加 工 刀 轨 示 意 图
刃铣 削加 工 。
2. 加 工 效 果 3
需要考 虑 到加工 工艺 对叶轮 最终 成 品动平衡 精 度 的
铣 刀 , 粗 开 槽 加 工 叶轮 的所 有 A 区域 , 加 工 B 先 再
,
其 叶片 的设 计 是通 过 大 量 的空 气 动 力学 和 流 体
力 学 计 算 并 充 分 考 虑 了 叶 片 的 强 度 和 振 动 而 进 行
区域 。此粗 开方 式 可 使零 件 加 工应 力均 匀 释 放 , 减 少 零件变 形 、 少精 加工切 削量 、 减 提高 加工效 率 。
收 稿 日期 :0 1—1 21 0—2 6
铣 削加 工 。 ( ) 片表面精 加工 刀具轨 迹 如图 4所 示 。 2叶 加 工转速 : 0 0rmi; 工 刀 具 : 质合 金 球 5 0 / n 加 硬 头锥 度铣 刀 ; 工进 给 速 度 : mi; 削 方式 : 加 2m/ n 切 侧
图 2 叶轮 叶 片 问 区 域 示 意 图
2 2 加 工 工 艺 .
( ) B区域粗 加工 刀具轨 迹如 图 3所 示 。 1 A、
2 叶 轮 叶 型 铣 削
叶轮 叶型铣 削工 序是 整体压 气机 叶轮 加工工 艺
过程 中最 重要 的环节 , 此工 序工艺 的合 理与 否 , 接 直 影 响到整 个工 艺过 程 的 加工 效 率 和 成本 , 以及 涡 轮
E面 , 向工 艺 基 准 为 B 面 。 径
4 3 加 工 效 果 .
使 超速 失败 。 目前 采 用 的定 位 方 式 为 , 轮 内孔 与 叶 超 速工 装热 过盈 配合 , 采用 合理 的压 紧扭矩 , 证 当 保
叶 轮底部 和 内孔发 生 塑 性 变 形 时 , 轮轴 向与 径 向 叶
增压 器最 终 的产 品性 能 。
以 MI R N U P 0 五 轴 加 工 中 心 为 例 , 述 K O C 80 论
某 型 叶轮在 此工 序 的数控 加 工工艺 。
2 1 工 艺 及 参 数 选 择 .
图 3
叶 轮 粗 加 工 刀 轨 不 意 图
加 工转速 :20 0rmi; 1 0 n 加工 刀具 : / 硬质合 金 球
头 铣 刀 ; 工 进 给 速 度 : . / n 切 削 方 式 : 层 加 3 5 m mi; 分
MIR N U P0 K O C S0五轴加工中心机床主要参数为: 主轴转 速 :00 0rm n 刀柄 : S 6 ; 2 0 / i ; H K 3 功率 :0 3 k ; 矩 :1N ・ 线 性轴 进给速 度 :0m m n W 扭 9 m; 2 / i。
速 装 夹 方 式 、 理 的 工 艺路 线 编 排 , 解 决 以 上 3个 工序 中存 在 的 难 点 提 供 了一 套 行 之 有 效 的 工 合 为
艺 解决 方案 。 关 键 词 : 气机 叶轮 ; 压 器 ; 轴 加 工 ; 速 预 过 载 处 理 ; 平衡 精 度 控 制 压 增 五 超 动
参考 文献 :
[ ] 荣仁. 1吴 增压 器 叶 轮 超 速 自增 强 技 术 [ ] 化 工 机 械 ,0 0 ( ) J. 20 3 :
1 9—1 1 4 5. ■
( 辑: 编 匡 玲 )
图 5 超速工装示意 图
1 7
3 2 工 序 难 点 及 解 决 方 案 .
在 超速 预过 载处 理过程 中 , 由于 离 心 力 的作 用 ,
叶轮 内孔会 发 生较 大 的 塑 性 变形 。因 此 , 轮 的超 叶 速 工装 必须 保证 与叶 轮 内孔 定位 在超 速 预过载 过程
图 7 叶 轮 外 形 不 意 图
过 0 0 . 8 mm。
图 6 叶 轮 去 重 位 置 示 意 图
3 叶 轮 超 速 预 过 载 处 理
3 1 工 序 特 点 .
‘ 加 工 工 艺
为保 证 叶轮 的最 终 动 平衡 精 度 , 轮 的全 部 加 叶
工 工艺基 准必 须统 一 。
涡轮 增 压 器 生产 中 , 关键 零 件 叶 轮 的超 速 预 其
摘 要 : 章就 整体 压 气机 叶 轮 加 工 2 艺过 程 中的 五 轴 叶 型 铣 削 、 速 预 过 载 、 平 衡 精 度 控 制 3 文 5 . 超 动
个 工序 中存 在 的 工 艺 难 点 进 行 论 述 , 过 采 用 与机 床 参 数 相 匹配 的数 控 程 序 刀轨 、 单 可 行 的超 通 简