航空發(fā)動機的結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的,它由多種類型的配件組成,從而使得其能夠適應(yīng)高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速和惡劣的工作環(huán)境。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,如今的發(fā)動機朝著輕量化、大推力、低油耗等方向發(fā)展,這也使得發(fā)動機結(jié)構(gòu)越愛來越集成化,從而也給加工提出考驗。
如今的航空發(fā)動機在設(shè)計的時候往往采用很多新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)來滿足其性能要求,其中承力結(jié)構(gòu)件一般多使用整體結(jié)構(gòu),配件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對加工精度有較高要求,表面粗糙度要求高。
發(fā)動機中的配件可能多達萬個,其中涉及到的材料有兩百多種,下面具體講講其配件的加工特點。
1、配件的種類繁多
需要使用到的配件主要有十大類,其中包括齒輪、軸承、緊固件、葉片、帶榫槽輪盤、軸、環(huán)形與鼓筒件、整體葉盤、噴嘴組件以及導(dǎo)管。其中葉片又可以分為風(fēng)扇葉片、壓氣機葉片、渦輪葉片以及與靜子整流葉片四種,機匣又可以分為壓氣機機匣、燃燒室機匣、渦輪機匣、級間機匣等等,有的整流葉片會和機匣一個整體,各類轉(zhuǎn)子葉片一般都通過榫接的而方式連接在轉(zhuǎn)子盤上。為了可以有效減輕重量,加強使用效果,提高推重比,整體葉盤結(jié)構(gòu)的使用率越來越普及。
2、難加工的材料多
很多的配件采用的是高溫合金、鈦合金以及高強度鋼材料,其中復(fù)合材料和工程陶瓷材料等新材料也被廣泛的使用到發(fā)動機的制造中,不過這些這些材料的加工難度大,有些材料在加工的時候?qū)に囇b備的剛性和切削刀具有著比較苛刻的要求,甚至在加工時需要使用到特種工藝裝備。
3、配件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜
在眾多的配件中,有些配件屬于自由曲面配件,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,剛性也比較差,加工的時候易變形,因此在加工時需要使用高性能多軸數(shù)控。設(shè)備有些配件需要使用到高精度立式磨削設(shè)備。
4、配件加工精度高
發(fā)動機的配件應(yīng)該要保證能夠在高溫、高速的環(huán)境下工作,應(yīng)該就要求配件之間具備非常好的配合質(zhì)量和互換性,這樣就要求配件的加工精度高,很多配件的精度要求需要達到微米/ 次微米級,同時對設(shè)備的加工精度和精度保持性也有著很高的要求,需要配備有精密檢測設(shè)備。
5、多種冷卻小孔
渦輪葉片、燃燒室以及火焰筒等配件的冷卻小孔的數(shù)量非常多,有些甚至是異形精密群孔,尺寸比較小,外壁有涂層,為了良好的發(fā)揮這些配件,對孔的形位精度和孔壁表面質(zhì)量有苛刻的要求,普通的鉆孔、沖孔方法不能滿足,在加工的時候需要使用激光、電火花等特種加工技術(shù)和裝備。
除此之外,航空發(fā)動機配件表面的特種工藝要求多,為了一提高配件的賣磨損、耐腐蝕、抗疲勞等性能,對于配件的表面需要使用到表面強化、噴涂、噴丸以及滲鍍處理技術(shù)與裝備。
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