飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片安裝體加工工藝設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-11-01 21:31本頁面
【正文】 .......................................................... 66 致謝 .............................................................. 68 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 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 我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片安裝體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，這在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造方面具有很高的應(yīng)用價(jià)值。眾所周知，現(xiàn)代國(guó)民的生活和安全保障均離不開航空航天工程。發(fā)動(dòng)機(jī)是一架飛機(jī)的“心臟”，而葉片是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來源 [1]。渦輪盤 （也叫飛機(jī)葉片安裝體） 是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的熱端部件之一。 圖 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片安裝體的結(jié)構(gòu)工藝性很差 ,它沒有退刀槽，槽兩壁深度不同，徑向槽內(nèi)有軸向槽。特別是生產(chǎn)效率很低。 為了趕上或超過先進(jìn)國(guó)家的制造水平， 必須改進(jìn)工藝、 革 新刀具和采用先進(jìn)制造技術(shù)，提高葉片安裝體的生產(chǎn)效率，以適應(yīng)國(guó)內(nèi)航空軍事的快速發(fā)展和 未來可能的戰(zhàn)事需要。下面列舉一些適合做渦輪盤的高溫合金材料及其特性 [3]： 固溶強(qiáng)化型高溫合金 GH1040，在 9001000℃下短時(shí)使用可達(dá)足夠高的瞬時(shí)強(qiáng)度，熱加工塑性好 ，用于 700℃ 以下的渦輪盤、軸和緊固件。 時(shí)效硬化型鐵基合金高溫合金 GH2135，有較好的熱強(qiáng)性、熱加工塑性良好，但疲勞性能差，切削加工性較差，表面滲鋁后可提高抗 氧化性，用 于 700750℃ 的渦輪盤、工作葉片及其他高溫部件。 時(shí)效硬化型鎳基合金高溫合金 GH4033，在 750℃有滿意的高溫強(qiáng)度，在 900℃以下有良好的抗氧化性能，并有良好的熱加工和械加工性能，易 于鍛軋成材 ,用于工作溫度為 700℃的渦輪葉片和 750℃的渦輪盤等材料。 目前，國(guó)外某些發(fā)達(dá)國(guó)家采用粉末冶金的方法來制造渦輪盤。俄羅斯的粉末高溫合金發(fā)展始于軍用航空領(lǐng)域，并逐漸擴(kuò)展到民用航空領(lǐng)域，在 80 年代末研制出ПС 90A 民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤件。 70年代以來，美國(guó) GE公司已在 F101,F110,F404,T700,CF6和 CFM56等軍民用多種發(fā)動(dòng)機(jī)上采用 HIP熱等靜壓處理， HIP+熱模鍛， HIP+HIF等溫鍛和 EX擠壓 +HIF的Rene95粉末盤、軸等高溫部件。 我國(guó)粉末盤的研制從八十年代初開始，起步較晚，重點(diǎn)仿制了 Rene95 合金，進(jìn)行了母合金熔煉，氬氣霧 化制粉，粉末處理，熱等靜壓成形，等溫鍛，熱處理，超聲檢驗(yàn)及表面強(qiáng)化等研究。發(fā)現(xiàn)存在一些問題，因此目前我國(guó)傾向于采用 HIP+等溫鍛或 HIP+熱模鍛工藝路線。雖然粉末冶金可獲得高致密的材料，但同時(shí)也帶來了加工難的問題。粉末高溫合金的這些特性一般都使切削過程中的切削力加大，切削溫度升高，刀具耐用度下降；同時(shí)還使得已加工表面質(zhì)量惡化，切屑難以控制；最終則使加工效率和加工質(zhì)量降低。銑削加工這種材料時(shí)，涂層硬質(zhì)合金刀片很快會(huì)發(fā)生后刀面磨損，主切削刃被磨損為扁平狀；材料微觀結(jié)構(gòu)中存在的超硬顆粒會(huì)引起 “ 微振顫 ” ，導(dǎo)致刀片加速磨損；切削工件時(shí)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力還可能造成硬質(zhì)合金刀片碎裂 [5]。據(jù)了解，我國(guó)渦輪盤制造效率很低，采用硬質(zhì)合金切槽刀加工槽，即先用一把切槽刀加工徑向槽，再用另外一把切槽刀加工徑向槽里面的軸向槽，最后精加工。這樣的加工速度無法適應(yīng)未來的戰(zhàn)事需求，從而也就無法捍衛(wèi)祖國(guó)的天空。 小結(jié) 由上可見，國(guó)內(nèi)的傳統(tǒng)工藝與國(guó)外先進(jìn)的工藝相比還有一定差距。 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng) 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)就是年生產(chǎn)量。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是設(shè)計(jì)或修改工藝過程的重要依據(jù)，是車間設(shè)計(jì)的基本文件 [6]。 生產(chǎn)類型 機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)類型一般分為三大類，即大量生產(chǎn)，成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)。顯然，產(chǎn)量愈大，生產(chǎn)專業(yè)化程度應(yīng)該愈高。 表 各種生產(chǎn)類型的規(guī)范 [6] 生產(chǎn)類型 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件 /年） 重型機(jī)械 中型機(jī)械 輕型機(jī)械的 單件生產(chǎn) ≤ 5 ≤ 20 ≤ 100 小批生產(chǎn) 5～ 100 20～ 200 100～ 500 中批生產(chǎn) 100～ 300 200～ 500 500～ 5000 大批生產(chǎn) 300～ 1000 500～ 5000 5000～ 50000 大量生產(chǎn) 1000 5000 50000 從表中可以看出，生產(chǎn)類型的劃分一方面要考慮生產(chǎn)綱領(lǐng)即年生產(chǎn)量；另一方面還要必須考慮產(chǎn)品本身的大小和復(fù)雜程度 [7]。因此，根據(jù)表 1－ 1可知其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。高溫合金切削過程有以下特點(diǎn) [8]： （ 1）塑性變形較大：不同高溫合金其伸長(zhǎng)率相差很大，但都具有一定的塑性。而且加工高溫合金時(shí)冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重，所以切削力很大，比切削一般鋼材大 2～ 3 倍。 （ 4）切削高溫度高：高溫合金在切削過程中產(chǎn)生較大的塑性變形，同時(shí)刀具與工件和切屑之間產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦，使切削力增大，因此產(chǎn)生大量的切削熱。同時(shí)高溫合金的高溫強(qiáng)度很高，加工硬化嚴(yán)重，所以在切削過程中給刀具造成了巨大的摩擦和磨料磨損。 （ 7）γ ’ 相含量的影響：高溫合金中金屬間化合物γ ’ 相含量越高越難加工。但基準(zhǔn)孔精度要求較高，要求表面粗糙度 m 有些。徑向槽要求表面粗糙度 m，要求不高，但深度較大（深75 ㎜），不易加工。 第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 圖 渦輪盤零件圖 毛坯的選擇 該零件為成批生產(chǎn)，基準(zhǔn)孔尺寸較大，為了提高生產(chǎn)效率采用模鍛毛坯，即先模鍛出帶有基準(zhǔn)孔的盤狀毛坯，后續(xù)對(duì)各個(gè)表面進(jìn)行加工達(dá)到所需尺寸和精度要求。 毛坯具體尺寸根據(jù)加工余量來確定。 2）首先考慮保證空間位子精度，再考慮保證尺寸精度。 4）定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊，在加工過程中穩(wěn)定可靠 [6]。 2）選用重要表面為粗基準(zhǔn)。 4）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。 2）基準(zhǔn)單一原則 為了減少夾具類型和數(shù)量或 為了進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，在零件的加工過程中，采取單一基準(zhǔn)，這就是基準(zhǔn)單一原則。 4）自為基準(zhǔn)原則 對(duì)于某些精度要求很高的表面，在精密加工時(shí)，為了保證加工精度，要求加工表面的余量很小并且均勻，這時(shí)常以加工面本身定位，待到夾緊后將定位元件移去，再進(jìn)行加工。具體如下： 1．工序 50、 60、 80、 90、 100、 1 1 1 1 150、 160、 180、190、 200、 2 2 230 為粗車、半精車和精車，選用普通機(jī)床。 190 為粗鏜、半精鏜和精鏜孔，工件是回轉(zhuǎn)體，易在車床上鏜孔。 70 為粗銑槽，由于零件車床較大，且粗銑精度要求不高，易在車床上第Ⅱ頁 共Ⅱ頁 銑削，銑刀采用機(jī)夾式旋風(fēng)銑刀，用電機(jī)帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)。 170 為鉆孔，工件外徑為Φ 850 ㎜， 一般鉆床無法夾緊，因此使用搖臂鉆床 Z3032 10，最大鉆孔直徑 32 ㎜，滿足渦輪盤各個(gè)孔徑的鉆削 [11]。 240 為锪沉頭孔Φ 55 ㎜，使用锪鉆在鉆床上進(jìn)行加工，同樣根據(jù)最大鉆孔直徑選用搖臂鉆床 Z3
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