飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片安裝體加工工藝設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2024-09-06 21:31本頁面
【正文】 此應(yīng)選用硬度高、耐磨性好，又有足夠強(qiáng)度和韌性的刀具材料 [13]。 圖 锪鉆示意圖 夾具的選擇 工序中除粗銑徑向槽需要用專用夾具外，其他工序使用通用夾具即可。 230 為鉸孔，使用鉸刀在車床上加工，為了減少車床種類，同樣選用CT61100[11]。同樣車床選用 CT61100[11]?？紤]到零件尺寸較大，同樣選用車床 CT61100[11]。零件尺寸較大，根據(jù)最大外形尺寸可選用車床 CT61100[11]。 工序設(shè)計(jì) 機(jī)床的選擇 機(jī)床的選用根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》選取。 3）互為基準(zhǔn)原則 對(duì)某些空間位置精度要求很高的零件，通常采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的原則。 3．精基準(zhǔn)的選擇 1）基準(zhǔn)重合原則 選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，這樣就沒有基準(zhǔn)不重合誤差。 3）選不加工表面做粗基準(zhǔn)。 2．粗基準(zhǔn)的選擇 1）選加工余量小的、光潔的、面積較大的毛面做粗基準(zhǔn)。 3）應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定為基準(zhǔn)，因?yàn)橹饕砻媸菦Q定該零件其他第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 表面的基準(zhǔn)，也就是主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 定位基準(zhǔn)的選擇 1．一般原則 1）選最大尺寸的表面為安裝面，選最長距離的 表面為導(dǎo)向面。定為孔和螺栓孔尺寸較小，不宜采用模鍛，所以選用只帶有Φ 105 基準(zhǔn)孔的盤狀毛坯。軸向槽的位置在徑向槽內(nèi)，尺寸較?。ㄉ?5 ㎜，寬 15㎜），故要較精確的保證以上要求比較困難，需改進(jìn)加工工藝和革新刀具，以保證加工精度和提高加工效率。本零件除徑向槽和軸向槽外的其他各表面加工并不困難。 零件結(jié)構(gòu)分析 渦輪盤尺寸及結(jié)構(gòu)如圖 所示： 該零件的圖樣視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。 （ 6）精度不易保證：切削高溫合金時(shí)，切削溫度很高，會(huì)造成工件熱變形，使尺寸和形狀精度發(fā)生變化， 不易保證。 （ 5）刀具易磨損：在高溫合金中含有大量金屬碳化物、氮化物、硼化物及金屬間化合物，特別是γ ’ 相構(gòu)成的硬質(zhì)點(diǎn)。 （ 3）冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重：切削高溫合金時(shí)，已加工表面的硬度比基體硬度能高50％～ 100％。 （ 2）切削力很大：高溫合金本身硬度并不高，但合金中有大量純度高、組織致密的奧氏體固溶體存在，切削時(shí)塑性變形區(qū)晶格歪扭嚴(yán)重，因而硬度大大提高，使切削力增加。 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 零件的材料及結(jié)構(gòu)分析 零件材料分析 渦輪盤的材料為高溫合金 GH4033，以 45 號(hào)剛的加工性為 100％ ,則高溫合金的加工性僅為 5％～ 20％，可以說高溫合金是各種難加工材料中最難切削的材料。 渦輪盤年生產(chǎn)量為 1500 件，其結(jié)構(gòu)鉸復(fù)雜，屬中型機(jī)械。 表 按重型機(jī)械、中型機(jī)械和輕型機(jī)械的年生產(chǎn)量列出了不同生產(chǎn)類型的規(guī)范，供編制工藝規(guī)程時(shí)參考。其中，成批生產(chǎn)又可劃分為大批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)。 飛機(jī) 葉片安裝體（也叫渦輪盤）的年生產(chǎn)量為 1500 件，這就是本工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的生產(chǎn)綱領(lǐng)。生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型與工藝過程的關(guān)系十分密切，生產(chǎn)綱領(lǐng)不同，生產(chǎn)規(guī)模也不同，工藝過程的特點(diǎn)也相應(yīng)而異。目前為了適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)需要，國內(nèi)渦輪盤制造水平正在先世界先進(jìn)水平靠近，特別是對(duì)先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)，還有對(duì)工藝的改進(jìn)和刀具的革新，國內(nèi)制造水平和產(chǎn)品質(zhì)量得到了很大提高。因此不僅要在材料方面對(duì)渦輪盤進(jìn)行改進(jìn)，還要在加工工藝和刀具方面進(jìn)行改進(jìn)和革新，來解決渦輪盤加工效率低下的問題。第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 這樣一來，僅加工槽就用到三把刀，而且加工速度很慢，大概是 4～ 5r/min，經(jīng)計(jì)算工件的轉(zhuǎn)速大約是 2r/min。 因此國內(nèi)企業(yè)很少采用粉末冶金的方法來制造渦輪盤，大多采用機(jī)械加工的方法。 例如，鎳合金基體中的碳化物顆粒硬度可達(dá) 90HRC。 具體表現(xiàn)在： ① 高硬度， ② 高強(qiáng)度，③ 高塑性和高 韌性， ④ 低塑性和高脆性， ⑤ 低導(dǎo)熱性， ⑥ 有微觀的硬質(zhì)點(diǎn)或硬夾雜物， ⑦ 化學(xué)性質(zhì)活潑等方面 [4]。 圖 熱等靜壓 FGH95粉末渦輪盤 與 DD3單晶葉片 國內(nèi)渦輪盤加工情況 國外很多渦輪盤的制造采用的是粉末冶金的辦法。九十年代初從俄引進(jìn)大型的用于工業(yè)化生產(chǎn)的等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉設(shè)備及盤件生產(chǎn)線，進(jìn)行了包套模鍛 10A 盤的試驗(yàn)研制。在制造工藝方面，歐美國家采用的則是氬氣霧化的制粉工藝，以擠壓和等溫鍛為主的成形工藝，而俄羅斯在近幾年也已建立了大氣和第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 真空條件下的等溫鍛裝置，開展了粉末高溫合金等溫鍛和超塑性鍛造的研究 [3]?，F(xiàn)在，全俄年產(chǎn)高溫合金粉末 7000 噸，可年產(chǎn)粉末渦輪盤 40000 件 [3]。俄羅斯粉末高溫合金的研究始于是 60 年代末， 1978 年粉末高溫合金渦輪盤正式在軍用發(fā)動(dòng)機(jī)上使用，至今已有 20 多年。 綜合考慮工作溫度以及機(jī)械加工性能，高溫合金 GH4033 更適合做渦輪盤的材料。 時(shí)效硬化型鐵基合金高溫合金 GH2136，在 700℃以下使用有良好的綜合性能，長期使用組織穩(wěn)定，有較好的抗氧化性，并且線脹系 數(shù)較小，易于焊接成形，用于650700℃ 下的渦輪盤材料。 時(shí)效硬化型鐵基合金高溫合金 GH2036，合金成分簡單，組織穩(wěn)定，在 600650℃有較好的物理和力學(xué)性能，并有良好的切削加工性 能，合金的膨脹系數(shù)大，用于650℃ 的渦輪盤、環(huán)形件 和緊固件。 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 國內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r 國內(nèi)外渦輪盤材料發(fā)展應(yīng)用狀況 適合制造渦輪盤的材料很多，但應(yīng)用最多的是高溫合金。目前，采用進(jìn)口的硬質(zhì)合金刀具材料， 在很低的切削速度下（≤ 12m/min）加工 ,其成本和質(zhì)量都成為制約企業(yè)的難題。同時(shí)，材料強(qiáng)度高、韌性大、難斷屑、導(dǎo)熱系數(shù)低，切削溫度高，刀具磨損嚴(yán)重，刀具耐用度很低，因而切削加工性很差。它在極為苛刻的條件下工作，飛行時(shí)承受著啟動(dòng) 停車循環(huán)中的機(jī)械應(yīng)力和溫差引起的熱應(yīng)力的共同作用，因而要求材料具有足夠的力學(xué)性能和理化性能，特別是在使用溫度范圍內(nèi)要有盡可能高的低周循環(huán)疲勞和熱疲勞性能，這是確定渦輪盤工作壽命 的關(guān)鍵因素 [2]。葉片必須固定在渦輪盤（葉片安裝體）上 ,不能發(fā)生周向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)，并用套類零件將每個(gè)葉片隔開。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展與高溫 合金的發(fā)展是齊頭并進(jìn)、密不可分的，前者是后者的主要?jiǎng)恿?，后者是前者的重要保證。第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 目 錄 1 緒論 ............................................................ 1 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片安裝體加工工藝設(shè)計(jì)的目的和意義 .................. 1 國內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r ............................................ 2 國內(nèi)外渦輪盤材料發(fā)展應(yīng)用狀況 ................................ 2 國內(nèi)渦輪盤加工情況 .......................................... 3 小結(jié)
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