航空发动机涡轮机匣榫槽加工工艺研究
重型燃气轮机涡轮盘榫槽拉削机理与拉刀研制试验
01
拉刀设计与制造
拉刀设计原则与方法
01
02
03
拉刀设计依据
根据燃气轮机涡轮盘的材 质、形状和尺寸，以及拉 削工艺的要求，制定拉刀 设计的基本原则和要求。
拉刀结构形式
根据拉削机理和试验结果 ，选择合适的拉刀结构形 式，如圆弧形、直线形等 。
01
研究结论与展望
研究结论与贡献
本文研究了重型燃气轮机涡轮盘榫槽拉削机理，通过分析拉削过程和刀 具磨损机理，得出了拉削速度、进给速度、刀具材料和冷却条件等因素 对拉削质量的影响规律。
本文成功研制出一套适用于重型燃气轮机涡轮盘榫槽加工的拉刀，通过 试验验证了该拉刀的加工质量和效率，为重型燃气轮机制造提供了重要
拉刀耐用度试验及结果分析
试验结果：在连续拉削过程中，拉刀的 耐用度表现出明显的差异。
结果分析：通过对拉刀耐用度的分析， 得到了影响拉刀耐用度的主要因素，包
括刀具材料、切削温度、切削力等。
根据以上试验和分析结果，提出优化重 型燃气轮机涡轮盘榫槽拉削过程的方案 ，为提高拉削效率和拉刀耐用度提供了
有效途径。
榫槽是涡轮盘上的重要结构，其加工 精度和表面质量对燃气轮机的性能和 寿命具有重要影响。
涡轮盘是重型燃气轮机中的核心部件 ，其性能直接影响整个燃气轮机的性 能。
目前，榫槽的加工主要采用拉削工艺 ，因此研究重型燃气轮机涡轮盘榫槽 拉削机理与拉刀研制试验具有重要意 义。
研究现状与发展
国内外学者对重型燃气轮机涡轮 盘的研究主要集中在结构设计、
拉刀参数确定
根据拉削机理和试验结果 ，确定拉刀的参数，如前 角、后角、刃口半径等。
航空发动机机匣加工工艺研究
航空发动机机匣加工工艺研究摘要：随着我国综合国力的增强，同时也在促进国产发动机的性能逐渐朝着优良的方向不断发展。
近年来航空发动机的性能及设计结构在不断改进和提高，发动机机匣零件的材料、结构也发生了很大的变化。
本文就航空发动机机匣加工工艺展开探讨。
关键词：航空发动机；机匣；加工工艺1加工工艺特点机匣加工表面主要分为内、外两部分。
由于其外部需要连接到许多如电气、冷却、油路及管路等附件系统,导致其表面形状结构复杂,对机加要求比较高，尤其是对位置和尺寸精度要求较高；另外发动机机匣的内部主要是承载其压气机的涡轮叶片，包括动、静力叶片，这些都是其关键的动力输出部分，所以也对制造精度要求较高。
综上所述，机匣制造加工工艺的难点主要体现在材料切除率高、薄壁易变形、材料难切削和对刀具切削性能要求高等多个方面。
2.1轴数控铣削机匣型面的成形，国内通常是通过在多轴数控铣削设备上加工完成的。
数控机床的出现以及带来的巨大利益，引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。
在航空机闸机械加工中，发展数控机床是当前我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。
数控机床的大量使用，需要大批熟练掌握现代数控技术的人员。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。
机匣零件外环形面共分二级，分布有二条环形凸缘，下部有1个纵向小凸缘，两个纵向凸缘对称分布。
由于机匣毛坯是自锻件，加工余量很大，且零件材料难切削，为了保证尺寸加工精度和表面加工质量，防止加工后零件变形。
其外型面加工分层、分块进行，采取合理的走刀路径，采用对称的切削加工余量。
分几次走刀加工到最后尺寸的方法，以减少加工后的变形。
因此，该机匣加工划分三个主要阶段并附加特征工序热处理，以去除材料内应力，防止零件变形。
2.2磨粒流加工磨粒流加工就是用流体作为载体，将具有实际切削技术性能的末了悬浮于其中，形成一个流体磨料，依靠末了相对于被加工材料表面的流动提供能量进行加工分析的一种技术。
某型号涡轮机匣的工艺试制与改进方案研究
在本篇文章中，我将围绕着某型号涡轮机匣的工艺试制与改进方案展开讨论。
我将从该型号涡轮机匣的基本结构和工艺流程入手，然后逐步深入分析其制造中遇到的问题和改进方案。
我将以严谨的态度和深度的思考，撰写一篇高质量且富有观点的文章，让您对这一主题有更深入的了解。
一、某型号涡轮机匣的基本结构和工艺流程1.1 涡轮机匣的定义和作用在工程领域中，涡轮机匣是一种重要的零部件，它在涡轮机内起着支撑和密封的作用，对于涡轮机的稳定运行起着至关重要的作用。
某型号涡轮机匣在飞机引擎中起到支持转子、固定定子以及保持叶片形状的作用。
1.2 工艺流程概述某型号涡轮机匣的制造工艺流程包括铸造、热处理、精密加工、表面处理等多个环节。
在每个环节中都存在着技术难点和改进空间，需要不断地进行研究和探索。
二、某型号涡轮机匣的工艺问题分析2.1 铸造工艺中存在的缺陷在某型号涡轮机匣的铸造过程中，可能会出现晶粒过大、孔洞、夹渣等缺陷，这些缺陷会直接影响铸件的力学性能和表面质量。
2.2 热处理工艺的优化空间热处理工艺对于铸件的组织和性能具有重要影响，如何在保证强度的情况下提高材料的韧性，是当前研究的重点和难点。
2.3 精密加工和表面处理技术的挑战涡轮机匣的精密加工和表面处理对于其尺寸精度和表面粗糙度要求极高，这对加工设备和工艺技术都提出了严格要求。
三、某型号涡轮机匣的改进方案探讨3.1 铸造工艺改进针对铸造中的缺陷问题，可以通过调整熔炼工艺、优化浇注系统、改进冷却方式等来提高铸件的质量。
3.2 热处理工艺优化通过淬火温度、保温时间、冷却速度等工艺参数的优化，可以实现涡轮机匣材料的综合性能提升。
3.3 精密加工和表面处理技术改进引入先进的数控加工设备、超声波振动加工技术、表面镀层等新工艺，可以提高涡轮机匣的加工精度和表面质量。
四、个人观点和总结通过对某型号涡轮机匣的工艺试制与改进方案的研究，我们可以看到这一领域中存在着诸多技术难题和改进空间。
在未来的研究中，我们需要继续深入探索铸造、热处理、精密加工和表面处理等多个环节，不断推动涡轮机匣工艺技术的创新与发展，以满足不断提升的工程需求。
航空发动机机匣加工工艺探讨
航 空发动机机 匣加工工艺探讨
于 志 涌
（ 沈 阳黎 明 国 际动 力 工 业公 司 ， 辽宁 沈 阳 １ １ ０ １ ６ ９ ）
摘 要： 航空机 匣一般是一 个圆柱形或 圆锥 形的薄壁筒体 ， 主要起承力和包容作用， 而且对不同段机 匣的要求不一样。特别是具 有复 杂外型面的整体结构机 匣， 其外型面的成形加工是普通机械加工工艺所不能 实现 的， 只有应用 多轴数控加工技术才能实现 复杂外型面的成形加工。文章将对航空发动机机 匣加工工艺进行比对 ， 探讨工艺技术的优缺点。
关键 词 ： 航 空机 匣； 数控 ； 电铣
近年来航空发动机 的性能及设计结构在不断改进和提高 。 发动 机 机 匣零 件 的材 料 、 结 构 也发 生 了很 大 的变 化 ， 越来 越 多 的难 加 工 材料 ， 像钛合金 、 高温合金 、 不锈钢 、 硬质合金以及复合材料等被采 用。 机匣设计结构也越来越先进 ， 整体结构机匣、 单一机匣所具有的 功能也越来越多 ， 因此 ， 机匣零件的制造成形难度也越来越大 。 但在 加工过程中存在着刀具费用高 ， 加工效率低， 设备 占用量大。 针对多 年来生产 中的加工难题 ， 寻求品质的提升 、 效率的提高 、 成本降低的 途径和方法 ， 运用 特 种 加 工技 术 —— 电火 花 加 工 技术 和 电解 加 工技 术， 同时结合现代数控加工技术 ， 通过对典型结构机 匣外 型面大量 的基础试 验研究 ， 取得了 良好 的加工效果 ， 在保证工艺要求基础上 ， 满 足 了生 产高 效 益 的需 求 。 １多轴 数 控铣 削 机匣型面 的成形 ， 国内通常是通 过在多轴数控铣 削设备上加工 完 成 的 。数 控 机床 的 出现 以及 带来 的 巨大 利 益 ， 引起 世 界 各 国科技 界 和 工业 界 的普 遍 重视 。在航 空机 闸机 械 加 工 中 ， 发展 数 控 机 床是 当前 我 国机 械 制 造业 技 术 改 造 的必 由之 路 ， 是 未 来工 厂 自动 化 的基 础。 数控机床 的大量使用 ， 需要大批熟练掌握现代数控技术的人员 。 数控技术 的应用不但给传统制造业带来 了革命性 的变化 ， 使制造业 成 为 工业 化 的象 征 ， 而 且 随着 数 控技 术 的不 断 发 展 和应 用 领 域 的扩 大， 它 对 国 计 民生 的一 些重 要 行业 的发 展起 着 越 来越 重 要 的作 用 。 机匣零件外环形面共分二级 ， 分布有二条环形 凸缘 ， 下部有 １ 个 纵 向小 凸缘 ， 两 个 纵 向 凸缘 对称 分 布 。 由 于机 匣 毛坯 是 自锻件 ， 加 工余量很大 ， 且零件材料难切削 ， 为了保证 尺寸加工精度 和表 面加 工质量 ， 防 止加 工 后 零件 变 形 。其外 型面 加 工 分 层 、 分 块进 行 ， 采取 合理的走刀路径 ， 采用对称 的切削加工余量 。分几次走刀加工到最 后尺寸的方法 ， 以减少加工后的变形 。 因此 ， 该机匣加工划分三个主 要 阶段 并 附加 特征 工 序 热 处理 ， 以去 除 材料 内应 力 ， 防止 零 件 变形 。
航空发动机叶片榫头优化设计研究_陈开军
第10卷 第2期航空动力学报 V ol.10No.2 1995年4月Journal of Aerospace Power Apr. 1995航空发动机叶片榫头优化设计研究北京航空航天大学 陈开军 马 枚【摘要】 针对航空发动机常用的2～5对齿枞树型榫头连接形式,进行了优化设计研究。
建立了7个设计变量、以重量最轻为目标并满足静强度的数学模型。
在选定齿数(2,3,4或5对齿)的前提下,首先进行优化计算,取得初步最优方案后,再进行二维有限元考核及寿命估算。
通过对某发动机涡轮榫头的优化,取得了满意的效果。
主题词: 航空发动机 枞树型榫头 优化设计 分类号: V231,911 概 述由于枞树型榫头和榫槽连接部分处于轮盘外缘,在高转速下无效体积引起的额外离心力非常大,在保证强度条件下减小无效轮缘体积,设计出结构合理且重量最轻的枞树型连接部分,可以相应地减少轮盘重量,进而减少转子的重量。
因此,设计出重量轻、满足强度条件且低循环寿命长的叶片/盘的连接部分是发动机设计中的重要环节之一。
采用常规的叶片/盘的连接部分设计方法,很难得到最优方案。
而国外曾对航天飞机主发动机高压燃油涡轮泵的叶片枞树型榫头及飞机发动机涡轮叶片枞树型榫头进行了优化,取得了很好的效果。
本文以现代发动机大量使用的两齿枞树型榫头连接形式为基本模型,在其基础上发展了3,4和5对齿模型,从而开发了适用于2,3,4,5对齿的优化程序。
在选定齿数的前提下,首先进行满足静强度的优化计算,从多个方案中选择重量最小的最优方案,在初步优化的结果上,进行二维有限元考核及寿命估算,以检验应力集中所造成的影响,最后给出图形显示。
如果用户对所得方案不满意,可以修改约束条件的取值范围,在初步优化的基础上,重新进行优化、验算,直到满意为止。
2 两齿枞树型榫头优化2.1 设计变量及目标函数两齿榫头连接的几何模型如图1所示。
选取设计变量时,既要尽量全面反应影响重量和应力的各种因素,又要照顾到相关因素的限制及工程继承,对诸如拉削角、榫齿角、榫头楔形角等参照工程经验由用户给定,而不作设计变量。
航空发动机机匣高效加工方法研究之欧阳德创编
摘要航空发动机是飞机的核心部件，而机匣则是航空发动机上关键部件之一，其结构极为复杂、制造难度大。
机匣从毛坯到成品的加工过程中，大约有70%的材料被切除，其中绝大部分是在机匣的粗加工阶段完成。
因此，高效粗加工是实现缩短机匣研制周期的关键。
针对机匣结构特点，本文提出采用插铣代替传统侧铣进行高效粗加工，并从机匣零件建模、机匣数控加工工艺、机匣插铣粗加工刀位生成等方面开展了研究。
本文完成的主要工作和取得的成果如下：1）对机匣的结构进行了分析，并根据机匣的结构特征利用UG软件实现了机匣的实体建模。
2）研究了机匣高效粗加工工艺。
针对侧铣与插铣两种加工方式，从切削厚度和刀具挠度两方面进行理论对比分析，并对切削力进行仿真对比分析。
结果表明，在相同切除率条件下，插铣径向切削力仅为侧铣的0.6倍，切削过程稳定。
3）根据机匣插铣加工工艺与机匣结构特点，规划了其插铣刀位轨迹，并在UG环境下生成了相应的插铣加工刀位轨迹。
此外，以UG为二次开发平台，实现了对插铣线的优化，可有效防止插铣加工过切。
关键词：机匣，高效加工，插铣，刀位轨迹，UG二次开发ABSTRACTAero-engine is the core component of the aircraft, and the casing which is a key part of the engine is difficult to manufacture because its extremelycomplicatestructure. About70% of the material is removed from blank to finished product, while the most material is removed in rough milling of casing. Therefore, high efficiency roughing of the casing is a key technology to realizing higher efficiency manufacturing and shorter developing cycle. Based on characteristics of casing, plunge milling wasproposed to instead of traditional layered flank milling in this paper. And the part modeling, the CNC machining process modeling, the cut-location generation of the plunge milling in rough machining were studied.The main work and achievements of this thesis are as follows:1) The casing structure is analyzed, and on this basis, the entity model of casing is established using UG.2) The efficient rough machining of casing is studied for process planning. Between the side milling and plunge milling methods, cutting thickness and tools deflection were contrasted in theory and the cutting force were contrasted in simulation. The results show that, under the same resection rate, the radial cutting force of the plunge is only 0.6 times than the side milling, and the process is stable.3) According to the Plunge milling process and the structure characteristics of casing, theplunge milling cutter path was planned, which is then generated in UG. Additionally, aiming at overcut in plunge milling process, the optimization of the plunge milling line has been implemented using UG secondary development. Key words: Casing, Efficient processing, Plunge milling, tool path, UG Secondary development目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1研究背景11.2国内外研究现状21.2.1 复杂结构类零件粗加工技术21.2.2 插铣工艺技术31.3论文主要内容及章节安排5第二章机匣造型72.1基于特征的建模方法72.2建模平台选择82.3机匣造型92.3.1 机匣模型分析92.3.2 机匣实体建模10第三章机匣数控加工工艺153.1工艺规程编制原则153.2机匣零件的工艺特征153.3机匣加工工艺阶段的划分163.4机匣加工工艺路线制定163.5机匣粗加工工艺方案分析18第四章机匣插铣粗加工刀具轨迹254.1 UG数控加工254.2刀具轨迹规划原则254.3刀具轨迹生成274.3.1 加工环境设定274.3.2 刀具轨迹生成274.3.3 程序后置处理334.4基于UG的插铣线优化35总结38致谢39参考文献40第一章绪论1.1研究背景航空发动机是飞机的“心脏”，其内部温度高，转速高，压力大，使用寿命长，构件的机械负荷和热负荷大，工作条件十分苛刻和复杂，其研究和发展工作的技术难度大，耗资多，周期长，是一个世界公认的、复杂的多学科综合性系统工程[1]。
航空发动机机匣数控加工工艺探究
航空发动机机匣数控加工工艺探究航空发动机匣零件在发动机中有着不可替代作用。
这种零件使用的制作材料比较特殊，该零件的制造精度对航空发动机整体的协调性和实际应用效果有着直接影响。
机匣零件的外壁比较薄，加工的难度比较大，而且加工工艺较为复杂，如果使用传统的零件加工方式则无法满足机匣零件的加工需求。
目前我国薄壁零件的加工经验比较少，那么实际加工的过程中一定要合理应用数控加工工艺，避免由于操作不规范而导致航空发动机机匣出现变形或者损坏的现象。
标签：航空发动机机匣；数控加工；加工工艺机匣零件在制作的过程中主要应用的是复合材料，这类材料在加工方面比较困难，而且零件对结构的设计较为严格，这就为以往使用的加工方法增加了一定的难度。
数控加工技术是一种自动化加工技术，这项加工技术在应用的过程中工作效率比较高，其主要是由数字控制装置控制的，可以用于对加工精度有很高要求、加工难度比较大的零件加工，也可用于机匣类薄壁零件的加工中，加工质量有所保障。
一、发动机机匣结构特点1、整体式环形机匣结构特点由机匣壁和前后安装边组成，一般为薄壁的圆锥体或圆柱状，壳体外表面有环形加强筋、环带、凸台；内表面有环形槽、圆柱环带及螺旋槽；圆柱环带上分布有圆周的斜孔；壳体壁上设有径向孔、异形孔及异性槽等。
2、对开式环形机匣结构特点该类机匣一般带有纵向安装边，呈圆锥体或圆柱体状，内表面具有环形槽或T型槽及螺旋槽；外表面具有加强筋、支撑台、限位凸台、各种功能凸台和异性凸台；机匣壁上有安装孔、定位孔、通气孔、径向孔和异形孔等。
3、带整流支板机匣结构特点该类机匣有铸造结构和焊接结构，一般由外环、内环及空心整流支板组成。
内外环壁较厚，设置有径向孔；内环端面有螺栓孔；外环上有定位孔、连接孔；外表面有安装座和平面等。
二、机匣结构造成加工难点机匣结构复杂，腔槽周围分布很多特征岛屿、凸台、孔系、槽、筋等特征，壁薄并且变化剧烈，也造成了加工工艺上的难度。
沿着轴向与燃烧室连接的机匣后端部位，除了法兰结构上具有复杂孔系外，沿着机匣加强筋部位周边还分布着放气孔，该类孔一般与发动机轴线成一定角度，这些特殊结构的异型孔加工难度很大。
航空发动机机匣加工工艺研究
航空发动机机匣加工工艺研究作者：李国明来源：《中国新技术新产品》2012年第13期摘要：本文紧紧围绕建立基于数字化思想、具有数字化特点的机匣的优化工艺，并最终将该工艺应用于机匣的制造过程。
新的优化过程应该能够适应航空发动机机匣生产车间的制造设备状况，能够满足发动机制造厂“小批量生产和规模生产能力”的优化目标。
关键词：航空发动机；机匣；加工工艺中图分类号：TK416+.1 文献标识码：A1 问题的提出和依据航空工艺设计成本高、周期长，这两个特点不仅增加了传统工艺设计的难度，而且是传统工艺无法根本解决的。
因此，对发动机关键零部件传统工艺采用数字化手段进行优化改造势在必行。
数字化的工艺系统可以保证在技术层面上制定产品制造工艺时随时地、充分地考虑企业的制造环境，作业调度，车间底层控制，工装夹具的配套以及毛坯的设计制造等所有工艺信息，将有关信息及时反馈到设计单位并及时得到响应，生成适应性加工工艺，使制造过程达到全局优化，这是未来航空发动机工艺的重要发展方向之一。
2 延伸机匣加工工艺优化的目标工艺方案技术经济性分析的一个重要应用方面是在工艺流程设计过程中，对不同的工艺方案进行评价。
对绝大多数产品来说，工艺过程有许多可变因素，在工艺设计中，如何确定这些可变因素，使制造过程最合理，这就是工艺过程优化研究的问题。
机械制造工艺过程除要保证制造质量之外，还必须实现高的生产效率和低的生产成本，这就是工艺过程优化的主要目标。
3 参数化特征建模方法3.1 基于特征的建模方法概述特征 (Feature)是指描述产品信息的集合，也是设计或制造零部件的基本几何体。
它是以结构的实体几何(CSG:Constructive Solid Geometry)和边界表示(B-Rep:Boundary Representation)为基础的，源于产品的模块化设计思想。
特征是参数化的几何体，通过改变特征的尺寸，可以用有限的特征构造出无限的零、部件模型，具有一定的工程意义。
一至六级双翼涡轮盘榫槽加工工艺研究
一至六级双翼涡轮盘榫槽加工工艺研究作者：万秀屏边景全孙爱鹏来源：《中国新技术新产品》2018年第19期摘; 要：某新型发动机低压涡轮转子一至六级涡轮盘是典型的双翼涡轮盘新型结构，零件结构、形状较为复杂，其中榫槽精度要求高，通过拉削工艺方法加工完成。
榫槽连接轮盘与叶片，在高温条件下工作，不仅承受很大的离心力、弯曲应力、剪切力等综合作用，而且叶片叶身是否能够保持规定的位置和方向也取决于榫槽的精度。
因此保证涡轮盘榫槽的加工质量，提高零件合格率至关重要。
本文通过掌握双翼涡轮盘榫槽加工变形控制技术和变形规律，提高零件尺寸精度，拉削变形影响范围过程受控，解决目前零件合格率低的技术难题。
关键词：双翼涡轮盘;榫槽拉削;变形控制;工艺方案中图分类号：TP391; ; ; 文献标志码：A0 引言随着科学技术的不断发展，在新型航空发动机中，盘类零件材料的性能不断提高，榫槽结构更是多样化、复杂化，榫槽精度和表面粗糙度要求越来越严格，导致工艺性较差，特别是新机中出现多种结构榫槽，没有成熟经验，刀具强度设计难度更大，拉削过程中崩刀现象更为严重，因此对榫槽拉削技术提出了更高的要求，如何提高拉刀使用中的强度，有效保证榫槽拉削质量，已经成为拉削制造技术上的关键，研究盘类零件的结构特点，保证拉削后榫槽的位置精度和尺寸精度已经成为盘类零件研制过程中首要任务。
本技术攻关主要工艺改进措施包括：统计分析榫槽拉削前后零件尺寸的变化情况和变化趋势，调整零件榫槽拉削方案、拉刀结构、拉刀材料、拉削夹具、拉削速度等加工工艺方案，提升双翼涡轮盘件榫槽的拉削技术水平，有效地减少加工中的变形。
1 研究目标1.1 设计要求低压一至六级双翼涡轮盘零件直径大（Φ800mm～890mm）;材料均为高温合金IN718，属于难加工材料，各级轮盘榫槽槽型“Ω”型，多圆弧转接，榫槽尺寸小、数量多，开口小，内腔宽，制造精度要求高。
高温合金材料切削性差，拉削力大，增加了拉刀结构和强度设计难度。
航空发动机机匣加工关键工艺及其冷却技术方法研究
航空发动机机匣加工关键工艺及其冷却技术方法研究摘要：机匣是航空发动机的关键部件，其材料主要为高温合金这类耐高温的难加工的材料，这类结构和材料特性使在切削加工的过程中遇到很多困难，如果没有采用科学合理的技术工艺将影响机匣的制造质量，对发动机整体性能产生影响。
为此需要重点考虑加工刀具参数、工件材料、切削参数和工艺方法等。
本文将从航空发动机机匣加工技术和冷却方法的角度进行分析研究，并提出相应的设计优化方案。
关键词：航空发动机机匣；加工制造；冷却技术1 航空发动机机匣概述航空发动机机匣是发动机的关键部件，其结构和形状均很复杂，且材料加工难度大、难以保证加工制造的质量，在加工中需要克服许多技术工艺上的难点，且需利用好数控加工的方法。
从发动机机匣种类和结构特点分析来看，可根据设计结构将机匣分成环形机匣与箱体机匣，前者又可以分成整体环形机匣与开环形匣机匣、带整流支板的环形机匣。
如果按照功能来划分，可以将机匣分成进气处理机匣、低压压气机机匣、高压压气机机匣、轴承机匣、涡轮机匣等。
根据材料划分目前常见的有钛合金机匣、耐高温合金机匣和复合材料机匣，大多数机匣低压部分采用的是高强度钢材料，而高压部分大多数采用的是钛合金材料。
分析发动机机匣特征发现，因为材料本身难以加工的性质以及发动机机匣结构的特点使机匣整体加工难度较大。
在材料方面的难度具体表现在，对于采用不锈钢材料的机匣在加工中因为切削力较大且切削温度较高，所以在加工时易于出现黏附问题，使刀具前刀面产生积屑瘤，加上材料具有塑性和韧性较强的特点，使加表面产生撕扯。
而以钛合金为主材料的机匣，在切削加工中切削变形系数无限接近于1，在刀具前刀面滑动摩擦较大使刀具磨损加剧，影响刀具的使用寿命。
此外因为材料化学活性较大、亲和力较强，所以容易出现硬化和黏刀的问题。
对于以高温合金为主材料的机匣，切削力是一般钢材的多倍，刀具磨损异常严重，而且容易出现严重的硬化问题。
加上材料导热系数较低、切削力集中于刀尖，切屑因为韧性较大容易形成卷屑不易清除。
航空发动机叶片榫头榫槽连接结构微动疲劳研究
科技风 2018 年 8 月
航空发动机叶片榫头榫槽连接结构微动疲劳研究
陈 希 王俊昌 胡春玲
中国民航大学中欧航空工程师学院 天津 300300
Hale Waihona Puke 摘 要:本文在 Manson-Coffin 公式的基础上建立微动疲劳损伤模型和寿命预测模型,分析滑移幅值、接触半宽度、应变幅值、 接触应力和最大应力对榫头榫槽寿命的影响;建立榫头榫槽连接结构有限元模型,开展钛合金榫头榫槽连接结构微动疲劳研究, 得到榫头榫槽 S-N 曲线。 结果表明:(1)微动疲劳影响因素众多,本文基于几何参数提出的损伤参量可以较好的预测微动疲劳损 伤;(2) 滑移幅值的增加和等效应力的增加都会导致疲劳寿命的增加,而最大应力的增加、接触半宽度的增加和应变 幅值 的增加, 会导致损伤参数的减少,继而导致疲劳寿命的降低。
科技风 2018 年 8 月
机械化工
图 5 应变幅值与寿命的关系
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图 6 等效应力与寿命的关系
图 9 接触应力与位置的关系 3. 2 有限元分析
图 10 全场应变云图 对榫头榫槽施加不同载荷,得到榫头榫槽应力应变云图, 经拟合得到 SN 曲线见图 11。 发现随最大应力的增大,疲劳寿 命逐渐降低。 数值模拟结果与理论结果基本一致,该理论模型 是可行的。
图 3 滑移幅值与寿命的关系
(5)
通过测量公式 5 中 、 、 、 等数值,拟合得出材料物 性参数 、 、 数值,从而得到寿命预测模型。
2 有限元计算模型 图 1 为榫头榫槽几何参数,如图 2 为单齿榫头榫槽模型。
图 1 榫头榫槽几何参数 图 2 榫头榫槽有限元模型
航空发动机机匣高效加工方法研究
摘要航空发动机是飞机的核心部件,而机匣则是航空发动机上关键部件之一,其结构极为复杂、制造难度大。
机匣从毛坯到成品的加工过程中,大约有70%的材料被切除,其中绝大部分是在机匣的粗加工时期完成。
因此,高效粗加工是实现缩短机匣研制周期的关键。
针对机匣结构特点,本文提出采纳插铣代替传统侧铣进行高效粗加工,并从机匣零件建模、机匣数控加工工艺、机匣插铣粗加工刀位生成等方面开展了研究、本文完成的主要工作和取得的成果如下:1) 对机匣的结构进行了分析,并依照机匣的结构特征利用UＧ软件实现了机匣的实体建模。
2) 研究了机匣高效粗加工工艺、针对侧铣与插铣两种加工方式,从切削厚度和刀具挠度两方面进行理论对比分析,并对切削力进行仿真对比分析。
结果表明,在相同切除率条件下,插铣径向切削力仅为侧铣的0、6倍,切削过程稳定。
３) 依照机匣插铣加工工艺与机匣结构特点,规划了其插铣刀位轨迹,并在UＧ环境下生成了相应的插铣加工刀位轨迹。
此外,以UG为二次开发平台,实现了对插铣线的优化,可有效防止插铣加工过切。
关键词:机匣,高效加工,插铣,刀位轨迹,ＵG二次开发ＡBSTRＡCTAｅrｏ-engｉne iｓthe coｒe poｎｅｎｔｏｆthe aircraft, ａnd ｔhｅcaｓinｇwhich is a key pａrｔof the ｅｎｇinｅｉs ｄiffiｃuｌｔto manufactｕre becauｓe its extreｍeｌｙplｉｃaｔe structｕre。
Abｏｕｔ70% ｏf tｈe maｔeｒiａl iｓrｅmoveｄｆroｍｂlａnk to finiｓｈｅd proｄucｔ,ｗｈilｅｔｈe ｍost matｅｒｉal ｉs removed iｎrouｇh miｌｌｉng of ｃa ｓｉng、Therｅfore, high efficiｅncyｒｏughiｎg of the ｃasｉng iｓａkey ｔechnolｏgy to realiｚing hiｇher eｆｆicｉencｙmaｎufacturing and ｓｈoｒt ｅr deveｌoping cycle、Basｅｄｏn characｔerｉsｔｉcs of caｓiｎg,ｐlｕnge millinｇwasｐropoｓed ｔo iｎstｅad of tradiｔｉonal layeｒed flaｎk mｉllinｇin this papｅr、Ａnd the paｒｔmoｄeling, ｔhe CNC mach ｉninｇprocesｓmoｄeｌing, the cｕｔ-lｏcation ｇenｅｒａtion ofｔhe plunge miｌliｎg in rough maｃｈining were stuｄｉeｄ、Ｔhe maｉn ｗork anｄachｉevｅｍｅnts of tｈｉs thesｉs ａre as ｆollows:1)Theｃasｉng strｕcture is aｎａlyzed, and on ｔhｉs bａsis, tｈe eｎtity model of casiｎgｉs ｅstablｉshｅd ｕsｉng UG、2) The efｆiciｅnt rough machininｇof casing iｓｓｔudied for pｒocess ｐl ａｎnｉng、Ｂeｔweeｎthe side milｌinｇand plunｇe miｌling methｏds, ｃｕttinｇｔhickｎeｓs anｄtｏolｓｄeflection were contｒaｓteｄｉn ｔheorｙand the ｃutting ｆoｒceｗｅre contrasted in sｉmｕlaｔion、The ｒesultｓshow tｈat,undeｒthｅsａmｅｒesectioｎrate, thｅrａdial cuｔting ｆoｒｃe ｏf thｅpｌuｎge is ｏnｌｙ０、6 tｉmes ｔhan tｈe side millinｇ,anｄthｅpｒoｃｅｓｓiｓstablｅ、3) Ａccording ｔo tｈe Plｕnｇe miｌling pｒoceｓs and ｔｈeｓtruｃture charａctｅristiｃｓof cａsiｎg, tｈe pｌｕnge miｌlｉng ｃuｔteｒｐatｈwas planned, ｗhiｃh iｓtheｎgenerａtｅｄin UG、Additionａllｙ, aiminｇat overｃuｔiｎpluｎge ｍilling proceｓs, ｔｈe optiｍization of tｈe pluｎｇe ｍilling lｉｎe has been ｉmplｅmenｔed usiｎg UG seｃondaｒy deｖｅl ｏｐｍent。
航空发动机TC4机匣加工变形控制研究
航空发动机TC4机匣加工变形控制研究摘要：航空发动机机匣零件的设计采用整体化、轻量化设计思想，使得结构复杂、规格尺寸大、薄壁特征多，而设计精度要求却在逐渐提高，机匣件加工后产生的变形问题比较突出。
探讨了薄壁结构机匣零件加工变形产生机理，提出分区去除余量控制加工变形的方法。
关键词：航空发动机机匣；毛坯残余应力；加工变形钛合金比强度高，具有较良好的高温强度和抗疲劳性能，耐蚀性能优良，在航空发动机的多个部位获得了重要应用。
在航空发动机环形机匣中，很大一部分材料为钛合金，结构为薄壁弱刚性零件，加工变形问题比较突出。
1 机匣加工变形机理与控制方法1.1 机匣加工变形因素机匣是典型的薄壁结构零件，在切削加工过程中随着材料去除，刚度逐渐减弱，刚度不足引起的加工变形是影响尺寸精度的主要原因。
一般情况下，影响薄壁结构件加工变形的主要因素包括以下几个方面：①装夹变形。
由于零件刚度较差，在夹具装夹力的作用下，导致端面平面变差以及薄壁处变形。
②切削力产生的变形。
切削加工时由于零件刚度不足，在切削力作用下产生弹性让刀变形。
变形主要发生在薄壁处，对于机匣变形影响主要表现为圆跳动量过大。
③残余应力释放产生的变形。
零件加工过程中，原本平衡的毛坯初始内应力状态遭到破坏，因此需要通过零件协调变形达到内应力新的平衡。
机匣毛坯一般通过塑性成型工艺制造完成，加工余量比较大，材料去除比率能够达到80%甚至到90%以上。
所以，毛坯内部残余应力大量释放并重新分布，会引起零件严重的整体组合变形。
1.2 机匣变形控制方法针对以上三个因素，机匣变形的工艺控制方案主要包括装夹方案优化、切削参数优化、余量分布及加工顺序优化：①装夹方案优化：装夹优化的目的是提高工装的可靠性和稳定性，通过分散或降低装夹力来控制装夹力造成的变形。
其优化主要考虑的因素为：装夹位置、装夹顺序以及装夹力的分布形式和大小。
②切削参数优化：加工过程中产生的切削力与切削参数密切相关，尤其在精加工阶段，零件刚度处于最差状态，不合理的切削参数将导致较大的切削力，由此引起让刀变形无法通过后期重复加工校正。
某型号涡轮机匣的工艺试制与改进方案研究
某型号涡轮机匣的工艺试制与改进方案研究某型号涡轮机匣的工艺试制与改进方案研究导语：涡轮机匣作为航空发动机的重要组成部分，其制造工艺与技术密切相关。
本文将深入探讨某型号涡轮机匣的工艺试制与改进方案研究，从基础概念到实际应用，帮助读者全面了解该主题。
一、涡轮机匣的重要性1.1 涡轮机匣的定义与作用涡轮机匣是指容纳涡轮叶片、承受高温和高压工况的零部件，其作用是引导和控制气流，实现发动机的正常运转。
1.2 涡轮机匣的材料选择涡轮机匣要求具备优秀的高温强度和耐腐蚀性能，常见的材料有镍基合金和钛合金等。
二、某型号涡轮机匣的工艺试制2.1 工艺试制流程根据某型号涡轮机匣的设计要求和材料特性，制定相应的工艺试制流程。
包括材料准备、铸造或锻造、热处理、毛坯修整等环节。
2.2 工艺试制难点及解决方案涡轮机匣的工艺试制中存在一些难点，如如何降低残余应力、提高制造精度等。
针对这些问题，可以采用压力补偿技术、真空热处理等改进方案。
三、某型号涡轮机匣的改进方案研究3.1 现有涡轮机匣的问题分析分析当前某型号涡轮机匣在制造和使用过程中存在的问题，如制造精度不高、腐蚀疲劳寿命不长等。
3.2 改进方案一：优化制造工艺针对现有涡轮机匣制造过程中的问题，可以通过优化工艺参数、改进工艺流程等措施来提高制造精度和质量。
3.3 改进方案二：新材料应用通过引入新材料，如先进的镍基合金、高温陶瓷复合材料等，来提升涡轮机匣的耐热性和耐腐蚀性，从而延长其使用寿命。
四、个人观点与理解本文主要探讨了某型号涡轮机匣的工艺试制与改进方案研究。
通过对涡轮机匣的重要性、工艺试制流程以及改进方案的探讨，我深刻理解了涡轮机匣制造的复杂性与关键性。
在工艺试制方面，要解决涡轮机匣中的难题，需要依靠先进的技术手段和精细的工艺流程。
通过应用压力补偿技术和真空热处理等方法，能够有效降低残余应力，提高制造精度。
在改进方案研究中，优化制造工艺和引入新材料是可行的途径。
通过优化工艺参数，改进工艺流程，可以提高涡轮机匣的制造精度和质量，进而提升性能。
机械机电毕业论文设计_加工涡轮盘榫槽的卧式拉床夹具正文
1 概述1.1 实习单位简介中国一航西安航空发动机(集团)有限公司(简称“西航集团公司”)建于1958年,是中国大型航空发动机制造基地和国家1000家大型企业集团之一，公司有工程技术人员2500多名，拥有各种国内外先进的冷、热加工设备和计量测试设备4000余台（套），先后取得了150多项省、部级以上科研成果奖。
研制生产了涡轮喷气发动机、涡轮发电装置、涡轮风扇发动机、燃气轮机。
2001年公司改制组建为由中国一航控股的、华融资产管理公司参股的有限责任公司，并成立了以西航集团公司为母公司、以资产为纽带，母子公司体制的西安航空发动机集团。
西航集团公司以“航空报国，追求第一”为己任，国内外市场并重，形成了以航空产品为主导，国际航空零部件生产、多元化民品和第三产业共同发展的格局。
公司还分别与英国罗罗公司、美国普惠公司和以色列叶片技术公司、德国巴克杜尔公司建立了三家合资公司；与众多国际著名的航空企业建立了稳固的合作关系，外贸创汇连续多年位居国内同行首位。
公司产品开发形成了以剑杆织机、高速线材精轧机组、燃气轮机、风力发电机组、石化设备、铝型材等为主导、涉及众多行业的高技术、高附加值、多元化的产品群。
公司的质量体系通过了ISO9000系列标准认证。
公司被列为国家863计划CIMS工程应用示范企业。
1.2 项目提出的背景及研究的内容在我实习的过程中接触最多的就是涡轮盘，涡轮盘是航空发动机（如图1-1）的重要零件,它与相应的轴、叶片相互连接而组成发动机中的转子组件。
涡扇发动机的外函推力完全来自于它高速旋转所产生的推力。
处于高速、高温的工作环境下，是关键复杂构件，其机械加工特点表现为榫槽形状结构复杂，加工精度要求高、空间角度复杂等。
它的设计、工艺和制造水平决定了航空发动机的经济性、安全可靠性、维修周期、寿命等性能指标。
图1—1航空发动机现在涡轮盘材质多采用GH698，属镍基合金，Ni含量大于70%，加工硬化严重，切削加工性非常差。