文档介绍：浅谈应用于航空发动机的特种加工技术
2015级机械
提纲
一、特种加工介绍
二、特种加工技术在航空发动机中的重要作用
三、国内外研究现状
四、航空发动机中孔类零件的加工应用
五、航空发动机中复杂曲面类零件的加工应用
六、新型发动机
七、特种加工技术在航空发动机中常见问题及展望
一、特种加工介绍
特种加工(又称非传统加工)是二次世界大战后发展起来的一类有别于传统切削与磨削加工方法的总称。特种加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上,从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等;特种加工方法可以完成传统加工方法难以实现的加工,如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温材料和工程陶瓷、磁性材料等难加工材料的加工以及精密、微细、复杂形状零件的加工等。主要包括电火花加工、电火花线切割加工、电化学加工、激光加工、电子束和离子束加工、超声加工等。
图片1 电火花加工原理及加工设备
图片3 电化学加工原理及设备
图片2 电火花线切割加工原理及设备
图片4 激光加工
二、特种加工技术在航空发动机中的重要作用
特种加工技术在航空制造业中发挥了极其重要和不可替代的作用,在航空制造业中已突破了传统机械切削加工的瓶颈,在提高加工能力、产品质量、生产效率和经济效益的提升方面显露出巨大的优越性,是航空制造技术不可缺少的关键技术。特种加工技术在国内外各行各业的应用中取得了巨大成效,它们有着各自的特点,特殊材料或特殊结构工件的加工工艺性发生了根本变化,解决了传统加工方法所遇到的各种问题,已经成为现代工业领域中不可缺少的重要加工手段和关键制造技术。
与传统切削加工工艺相比特种加工具有以下特点:
(1)主要不是靠机械力和机械能切除金属,而是直接利用电能、光能、声能或几种能量的复合形式去除金属材料。
(2)适应性强,加工范围广,一般不受工件材料机械物理性能的限制,可以加工任何硬、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高硬度、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。
(3)加工机理不同于一般金属切削加工,不产生金属宏观切削,不产生强烈的弹性和塑性变形,故可获得很低的表面粗糙度及尺寸精度。
(4)以柔克刚,加工过程中无明显的机械力。多数特种加工不需要工具,有的即使采用工具,也不直接与工件接触,且几乎不承受加工作用力,故可加工硬脆材料,甚至工具材料的硬度可低于工件材料的硬度。
(5)可在加工过程中实现能量转换或组合,便于实现控制和操作自动化,适合于二维或三维复杂面、微细表面、微小孔、窄缝和低刚度零件的加工。
传统切削加工
电火花线切割和激光切削
三、国内外研究现状
目前,发达国家为90年代战斗机配套的推重比10发动机,如美国的Fll9、西欧四国的EJ2O0、法国的M88和俄国的A41中正处于全面工程研制阶段;同时又开始实施推重比20发动机技术发展计划。
国内,特种加工技术广泛应用于航空发动机重要承力旋转构件上,如图2中所示的国产航空发动机的风扇、高低压转子等,焊接零件材料主要为钛台金和高温合金。但是很多技术不是很成熟,硬件和软件对国外的依赖很大。
图2 国产新型昆仑涡喷航空发动机
图1 推重比10发动机
四、航空发动机中孔类零件的加工应用
图1 激光加工技术在发动机制造中的应用
目前应用于航空发动机小孔的特种加工技术种类很多,按照各种工艺