航空发动机机匣构件机械加工工艺优化
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航空发动机机匣机械加工过程中变形因素分析及变形控制摘要:伴随着我国航空事业的不断发展,越来越多的航空飞机都运用到了我们的日常生活中。
航空飞机的安全质量对于航空出行来说是至关重要的,如果航空飞机存在较为严重的安全隐患,就有可能会给旅行的乘客和机组人员带来严重的生命威胁,一旦发生机毁人亡的情况就会造成十分恶劣的社会影响。
航空发动机是飞机的重要核心动力零件,对于航空器飞行的过程发挥着十分重要的作用。
航空发动机机匣是发动机的重要组成部分,在发动机工作的过程中承担着受力的作用。
发动机机匣在制作的过程中需要进行机械加工,在金属材料的选择方面上,一般选用钛合金为主,如果遇到强烈的碰撞可能就会出现形变的情况,从而影响到航空发动机的正常运转。
关键词:航空飞机;发动机;机匣;变形因素前言经过我国在航空事业方面上的持续关注,我国的航空技术也在快速的崛起,已经开始在国际舞台上展现出了属于我国的航空实力。
为了确保我国的航空技术能够跟上世界的水平,我们也对航空技术提出了更高的要求。
在航空发动机机匣的加工过程中,所采用的加工技术是较为高端复杂的。
能够影响到航空发动机机匣加工质量的因素是比较多的,都存在着外部因素和内部因素,这些因素都在极大的程度上影响了航空发动机机械加工的质量,如果加工技术出现相应的误差,最终还会导致发动机机匣出现变形的情况。
为了能够促进当前航空发动机机械加工技术的发展,该专业的技术人员必须要针对发动机机匣机械加工工艺进行优化与完善,促进我国航空事业的飞速发展。
本文章将会针对航空发动机机匣的三个部位的变形因素进行分析探讨,并且采取相应的措施来提升我国发动机机匣加工技术水平,希望能够给航空企业一定的借鉴。
一、影响航空发动机机匣变形的因素(一)机匣毛坯形变发动机机匣的主要工作就是承载航空飞机的涡轮叶片,通过机匣能够与其他许多系统进行连接,例如冷却系统、油路系统和控制系统,从而更好的控制航空飞机的涡轮叶片。
也正是因为航空器发动机机匣功能的多样性,航空发动机机匣自身的几何形状是较为复杂的,能够帮助他在不同的工作环境下进行工作,在不同的方位还采用了不均匀的壁厚,从而适应涡轮叶片与外界系统的连接工作。
飞机发动机叶片机匣的高效加工发布时间:2022-10-08T03:34:42.556Z 来源:《工程管理前沿》2022年6月11期作者:单兴东[导读] 航空制造业的发展水平和能力是衡量一个国家制造业实力和国防科技工业水平的重要标志。
单兴东中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江省哈尔滨市150066摘要:航空制造业的发展水平和能力是衡量一个国家制造业实力和国防科技工业水平的重要标志。
高效加工就是提高有效切削效率,缩短切削时间。
现代引擎必须有足够的推力和推重比,需要对发动机零件在高温、高压、高速度、高负荷条件下长期工作,资料特别是新的高温合金在航空发动机的普遍使用,其后果是发动机热端组件的镍基、粉末冶金高温合金切削材料、刀具材料消耗这些困难很大。
高效切削以切削效率为目标,提高金属去除率每单位时间,提高单位时间金属去除率。
而非削减时间的减少可靠定位、规划优化夹具,减少空行程时间来实现的。
关键词:发动机;叶片;机匣;加工航空发动机作为飞机的动力装置,是飞机的“心脏”,按照不同的使用要求应具有安全性、可靠性、绿色、环保、长寿命、低成本及易维护等特点,航空发动机零部件从选材到制造各方面都有很高的要求。
因此,航空发动机零件结构复杂、制造难度大、技术含量高,代表制造业发展的方向,被称为“制造业一颗璀璨的明珠”。
因此,航空发动机零件制造对加工设备、刀具等要求较高,不同材料、不同结构的发动机零件需要的加工设备不同,总体上对加工设备的要求为高精度、高刚性、高速度、高稳定性、多功能和易维护。
随着信息化技术的发展,航空发动机零件制造技术逐步向制造数字化、管理信息化、设备自动化、设计智能化及流程网络化方向发展,因此加工设备应具备高柔性、高智能,适应数字化制造、信息化管理的需求。
一、航空发动机叶片零件结构及加工特点(1)航空发动机叶片分为静子叶片和转子叶片,静子叶片又称为整流叶片,转子叶片则称为工作叶片,以发动机涡轮叶片为例说明叶片结构。
航空发动机加工装调专用设备的工艺优化与效能提升航空发动机作为现代飞行器的核心动力设备,其性能和可靠性对于飞行安全至关重要。
而航空发动机的加工装调过程是确保发动机性能和可靠性的关键环节之一。
因此,对于航空发动机加工装调专用设备的工艺优化和效能提升显得尤为重要。
为了实现航空发动机加工装调专用设备的工艺优化和效能提升,需要从以下几个方面进行改进和创新。
首先,可以优化加工装调设备的结构设计。
通过优化设备的结构设计,可以提升设备的加工精度和稳定性。
例如,采用刚性高、减震性好的材料来设计设备的主体结构,可以有效地避免加工中的振动和变形,提高加工的精度和质量。
另外,合理设计设备的操作界面和控制系统,可以提高操作人员的工作效率,减少操作失误,从而提高整个加工装调过程的效能。
其次,可以优化加工装调的工艺流程。
通过分析和优化工艺流程,可以减少加工中的冗余操作和浪费,提高加工的效率和质量。
例如,在加工过程中可以采用先进的传感技术和自动控制系统,实现加工参数的自动调节和监控,从而降低人为失误的风险,提高加工的一致性和重复性。
此外,采用模拟仿真技术,可以提前预测和解决加工过程中可能出现的问题,减少试错成本,提高工艺的稳定性和可靠性。
另外,可以借鉴其他行业的先进技术和管理经验,以提升航空发动机加工装调专用设备的效能。
例如,可以引入智能制造技术和大数据分析技术,实现设备的远程监控和运行状态的实时分析。
通过与机器学习和人工智能技术的结合,可以实现设备故障的自动诊断和预测,减少设备的停机时间,提高生产的稳定性和可靠性。
另外,可以借鉴精益生产和六西格玛等管理方法,对加工装调过程进行全面优化,减少浪费和变异,提高效率和质量。
此外,还可以加强人才培养和技术创新,为航空发动机加工装调专用设备的工艺优化和效能提升提供有力支持。
通过加强技术培训和研发投入,提高操作人员和研发人员的技术水平和创新能力,促进技术进步和设备升级。
另外,与高校和研究机构建立合作关系,共同开展科研项目和技术创新,推动加工装调设备的性能和效能的提升。
航空发动机机械加工工艺优化方法探讨摘要:随着经济社会的快速发展,对技术方面提出了更高的要求,尤其是在航空航天技术方面对于机械加工有了更多的关注,这也使得我国航空发动机领域的设计以及加工工艺变得更加复杂,标准和要求也会越来越高,与此同时,目前的机械零部件加工技术和工艺并不能够适应航空发动机的设计要求,因此更需要加强和重视航空发动机机械加工工艺的方法。
基于此,为了保证我国航天航空技术快速发展,以及在航空发动机机械加工艺上不断进步,本文主要探讨航空发电机机械加工工艺的优化方法,根据分析出来存在的问题提出有针对性的解决措施,为我国今后的航空发电机机械加工工艺以及延长使用寿命提供更加有价值的参考意见。
关键词:航空发动机;机械加工;工艺设计;优化方法一、航空发动机机械加工工艺现状分析(一)机械加工过程工艺路线的影响在航空方面需要对发动机进行设计和改进,才能够确保在整个航空事业上有更好的进步机械加工工艺过程中需要对整个工艺路线进行详细探讨,确保航空发动机的设计更加规范合理。
在航空发动机零部件加工之前,就需要做好机械加工的准备工作,主要有不断完善机械加工工艺制作流程,才能够保证航空公司的发展有更好的促进作用,使得航空设备事业发展。
每一个零部件在进行加工的时候都是有不同的加工艺术,因此要针对不同的零部件专门制定符合的工艺加工技术,必须要求每位工作人员对于加工工艺流程熟悉,掌握基本的零部件加工技术。
只有这样才能够更好的满足机械加工生产的需要,才能够保证后续工作正常开展。
(二)零件机械加工设备问题航空发电机的零部件加工是非常重要的一项内容,在加工方面还需要设备来保证整个零部件的设计,如果出现零部件加工设备问题,会容易影响到发电机,甚至是整个航空发展。
零部件加工过程中所需要的类型是非常多的,并且加工设备也会根据零部件的精准度不断调整,设备自身的误差也会在一定程度上影响零部件的精准度,从一定程度上造成了加工工艺技术的问题。
航空发动机典型产品燃烧室机匣加工工艺分析和技术应用本文从某型航空发动机燃烧室机匣的工艺特点出发,结合企业能力现状,对燃烧室机匣的加工工艺进行分析,并在应用过程中结合数控加工装备、三维CAD/CAM软件应用技术进行试验,取得一定的经验和效果。
分享此类型薄壁燃烧室机匣的开发研制过程中可供借鉴的工艺方法和应用技术。
一、前言航空发动机机匣是发动机中的壳体、框架类静子部件,是发动机的重要承力部件。
主要作用是承载发动机零组件重量、承受轴向和径向力,构成气流通道,包容气流、发动机转子,防止转子叶片断裂飞出,起到连接、支承、包容等作用。
本文论述的燃烧室机匣是某型航空发动机热端的重要功能部件,属于典型的的薄壁环形件(见图一),其大端直径约Φ600mm、小端直径约Φ420mm、总高度约290mm、壁厚4.5mm。
工件材料选用13Cr11Ni2W2MoV马氏体不锈钢,硬度HB311~388,热导率与镍基高温合金接近,切削加工时蓄热、应力集中使得塑性变形大,难以加工。
该型号发动机属急需升级换代产品,已经获得国家正式立项和充分的资金支持,前期试制/小批产品性能已经获得用户方的充分肯定,需求极为迫切。
此次为小批转大批生产前的改进试验项目,目的是充分验证该类型产品为满足大批量生产所需的工艺调整和技术应用,打通批产的瓶颈,为向用户迅速提供高质量、高性能产品奠定技术基础。
二、工艺性分析燃烧室机匣壳体薄壁,零件刚性弱,加工过程中易产生振动,加工中易产生变形。
设计基准的形状公差小,主要表面之间相互位置要求的项目多,且位置公差小。
要同时保证这些高精度要求,加工难度很大,完整的工艺分析主要内容需紧扣如下圖表所示,本文篇幅有限主要围绕机加工艺展开。
1、工艺方案确定:前后安装边和筒体内壁壁采用车削加工,机匣的半精车和精车采用数控车削工艺。
安装边上的精密定位孔位置精度要求高,需要采用坐标镗孔加工工艺。
机匣外壁的安装座轮廓型面和安装边上的沉头孔选用数控钻、铰孔和数控铣加工工艺。
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。
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。
- 34 -工 业 技 术在我国航空机械加工的过程中,机匣的机械加工的制约因素非常多,主要的制约因素有两种,首先是在机械加工过程中使用的加工材料,其次是在机械加工过程中采用的加工形位公差等。
这些机械加工影响因素能够在很大程度上影响机匣的加工几何尺寸,同时对加工后的加工公差等也会造成很大的影响,能够在很大程度上影响机匣构件的加工质量以及加工精度,如果质量不过关,会对我国航空领域造成严重的安全隐患。
除此之外,机匣构件的外观情况以及表面损伤,也会影响机匣的使用寿命,同时会机匣构架的强度也会造成严重的影响。
因此为了有效的提升我国航空发电机机匣构件的使用寿命以及使用强度,我们要在机械加工的过程中进行严格的质量控制,只有保障了机匣构架的质量,才能够给我我国航空事业的进一步发展保驾护航。
在我国航空发动机生产制作的过程中,机匣构件的机械加工是一项非常重要的工作内容,主要的原因在于机匣构件承担的作用,首先机匣构件需要承受较高的温度环境其次是机匣构件需要承受较大的负载外力。
正是由于这一原因,我们在进行机匣构件机械加工的过程中要选择强度以及耐高温性能较好的加工金属材料。
目前我国在机械加工的过程中对于机匣 构件的加工质量有了非常大的提升,但是在加工的过程中还是会出现一定的问题,例如加工表面的损伤问题就是一个在机械加工过程中非常常见的问题。
因此这就需要我们在机械加工的过程中针对机械加工技术进行进一步的优化和创新,要在机械加工的过程中对机匣构件的集中应力点进行明确,需要在机械加工的过程中对机匣构件表面的应力分布进行有效的优化,这样才能够保障机械加工过程中机匣构件的整体性以及保障机械性能,提升机匣构件的抗疲劳性能。
为了有效的保障我国航空机匣构件的机械加工质量以及加工精度,我们在有针对性的进行创新和改造,需要结合在加工的过程中出现的问题来进行后续的创新和整改。
本文主要针对在机械加工过程中涉及到形位公差以及几何空间尺寸方面的问题进行阐述以及分析。
航空发动机机械加工工艺改进探索摘要:本文针对影响航空发动机机械加工质量的因素展开分析,内容包括了加工工艺路线问题、加工设备误差情况、机械加工过程影响、夹具和零件的安装影响等,通过研究做好加工前的准备工作、夹具和零件的安装调整、规划工件表面加工顺序、三维加工视图的制定、完善工序信息资源、详细规划工艺路线、加工过程中的误差控制、积极引进新的工艺手段等策略,其目的在于提升机械加工工艺水平,提高航空发电机的生产质量。
关键词:航空发动机;设备误差;加工顺序;三维加工视图随着经济社会的快速发展,对技术提出了更高的要求。
这也使我国航空发动机领域的设计变得更复杂,与此同时,现在的机械零部件加工技术和工艺却不能很好地适应航空发动机的设计要求。
所以,要重视和加强航空发动机机械加工工艺的优化工作,既要学习和借鉴机械加工新工艺,更要确保每一个加工零件的完好精细,以保证航空发动机的质量。
1影响航空发动机机械加工质量的因素1.1加工工艺路线问题在航空发动机零件机械加工之前,就应该做好相应的准备工作,完善完整的工艺制作流程,对于航空发动机的发展有着很好的促进作用,使得航空事业顺利发展。
在对零部件进行机械加工之前,应该首先针对不同的零部件制定专门的工艺加工路线,必须要求操作人员能够对加工工序图十分熟悉,同时需要针对零部件进行相应的工装工具的准备,以便满足生产加工的需要,只有这样才能够确保后续的加工工作更加顺利。
目前我国的航空发动机机械加工过程并没有专门、完善的加工工艺规程,在加工工作过程当中不能对加工人员进行有效地标准规范,所使用的加工设备也不能完全满足现有的工艺路线,这种不匹配性会导致零部件的工艺质量降低,从而从一定程度上影响航空发动机机械加工的发展。
由于在加工过程当中工艺路线有可能存在一定的不合理性,因此会出现工作人员不能够确保加工尺寸的精确程度,这样就会导致零件加工成本有所提升,在浪费加工材料的同时还不能确保工艺精度。
1.2加工设备误差情况航空发动机在加工过程中,会涉及到许多的应用环节,而且还需要不同类型加工设备来辅助整个加工过程的推进。
航空发动机机械加工工艺优化分析在科技、经济支持下,以往社会结构不断优化,在全新社会背景之下,诸多行业得到全新发展契机,亦面对诸多挑战。
以航空业发展为例,航空业迅速发展,有利于带动科技进步,提升国际竞争力。
但是,随着航空行业迅速发展,以往发动机机械制造工艺,难以满足航空业发展要求。
这也意味着,在实际工作中,需要给予这一问题充分重视,不断优化机械加工工艺,使发动机制造工艺全面提升,确保发动机每一个机械零件精细、完好,以此为基础,提升发动机机械制造水准,维护航空业稳步发展,最大限度降低发动机故障问题,所引发的安全事故。
1.分析航空器發动机机械加工过程中的工艺现状对以往航空器发动机制造工作加以分析,无论是工艺,还是制造过程都相对简单。
此种传统制造工艺,其生产效率较低。
再加上,国内航空事业发展较晚,制造工艺发展落后于国外。
此种相对落后机械加工工艺,难以满足当前航空业发挥需求,为满足航空业发展要求,在机械制造工作中,需要对这些问题加以优化,只有这样,才能达到更高技术水准。
1.1工艺线路对航空器机械加工带来的影响要想不断提升机械加工水准,做好发动机零部件加工工作。
首先,应结合航空发动机工艺进行分析,完善制作工艺与流程,对航空业发展起到促进作用。
其次,在机械零部件加工中,需要结合不同零部件制作要求,明确零部件制作工艺,相关工作人员,应掌握加工序图,满足生产需求。
但是,就国内航空发动机加工工艺进行分析,由于机械加工发展相对较晚,难以呈现完善加工工艺。
在此种背景下,机械加工工艺质量不断下降,会在一定程度上,阻碍机械加工工艺发展。
此外,在机械加工过程中,极易出现工艺线路不合理问题,受到上述因素影响,极易导致发动机零部件尺寸不精准问题出现,增加不必要机械制造成本、浪费加工材料。
1.2设备问题对航空器机械加工带来的影响在航空器发动机加工过程中,应充分重视零部件加工工作,进而在加工过程中,选用适合加工工艺,结合更多设备类型,因此,在机械加工中,应降低设备自身误差,降低加工误差,对于各部件制作精度带来的影响,从侧面优化传统机械加工存在的问题。
航空发动机机械加工工艺优化作者:金骏年崔喆王东晨初仲来源:《中国新技术新产品》2018年第24期摘要:航空发动机是飞机最主要的部件之一,它的品质也直接体现了我国加工制造业的发展状态。
在航空发动机的加工制造过程中,會因为机械加工问题而影响零件质量,进而影响航空发动机的使用寿命。
为了有效地保证航空发动机的使用要求,保证我国航空航天技术的快速发展,应该从各方面来减少制造过程中对其造成的影响,尤其是机械加工工艺方面,革新工艺技术,提高制作精度,延长零部件的使用寿命,从各方面重视航空发动机机械加工工艺的优化工作。
关键词:机械加工;航空发动机;工艺方案中图分类号:TH16 文献标志码:A0 引言随着经济社会的快速发展,对技术提出了更高的要求。
这也使我国航空发动机领域的设计变得更复杂,与此同时,现在的机械零部件加工技术和工艺却不能很好地适应航空发动机的设计要求。
所以,要重视和加强航空发动机机械加工工艺的优化工作,既要学习和借鉴机械加工新工艺,更要确保每一个加工零件的完好精细,以保证航空发动机的质量。
1 航空发动机机械加工工艺现状分析1.1 机械加工过程工艺路线的影响在航空发动机零件机械加工之前,就应该做好相应的准备工作,完善完整的工艺制作流程,对于航空发动机的发展有着很好的促进作用,使得航空事业顺利发展。
在对零部件进行机械加工之前,应该首先针对不同的零部件制定专门的工艺加工路线,必须要求操作人员能够对加工工序图十分熟悉,同时需要针对零部件进行相应的工装工具的准备,以便满足生产加工的需要,只有这样才能够确保后续的加工工作更加顺利。
目前我国的航空发动机机械加工过程并没有专门、完善的加工工艺规程,在加工工作过程当中不能对加工人员进行有效地标准规范,所使用的加工设备也不能完全满足现有的工艺路线,这种不匹配性会导致零部件的工艺质量降低,从而从一定程度上影响航空发动机机械加工的发展。
由于在加工过程当中工艺路线有可能存在一定的不合理性,因此会出现工作人员不能够确保加工尺寸的精确程度,这样就会导致零件加工成本有所提升,在浪费加工材料的同时还不能确保工艺精度。
航空发动机机匣典型件工艺优化方案研究在现代工业的心脏——航空发动机领域,机匣作为其关键组成部分,承担着保护内部精密零件、维持气流顺畅等重要职责。
然而,随着航空技术的飞速发展,传统的制造工艺已难以满足日益严苛的性能要求。
因此,对航空发动机机匣典型件的工艺进行优化,不仅是提升整体性能的关键一环,更是推动航空工业进步的必由之路。
首先,我们要认识到,机匣的加工精度直接关系到发动机的性能表现。
如同一位舞者在舞台上的每一个动作都影响着观众的观感,机匣的每一次加工都必须精确无误。
因此,采用先进的数控技术和精密测量手段,确保加工过程的高精度和高稳定性,是优化工艺的首要步骤。
其次,材料的选择和处理也至关重要。
机匣需要具备轻质、高强度、耐高温等特性,这就要求我们在选材时如同挑选珍珠般谨慎。
同时,通过热处理等工艺改善材料的微观结构,使其更加坚韧耐用,是提升机匣性能的有效途径。
再者,工艺流程的优化不可忽视。
传统的串行式生产模式效率低下,且容易产生误差累积。
而采用并行工程和模块化设计思想,不仅能缩短生产周期,还能提高产品质量。
这就像是将一条狭窄的山路改造成宽阔的高速公路,使得生产流程更加顺畅高效。
此外,我们还应该关注环保和可持续发展问题。
在优化工艺的同时,减少能源消耗和废弃物排放,是企业社会责任的体现,也是长远发展的保障。
这就如同在绿洲中种下一棵树,既美化了环境,又为未来留下了宝贵的资源。
最后,创新是永恒的主题。
在优化工艺的过程中,我们应该鼓励工程师们发挥创造力,探索新的加工方法和设计理念。
正如在茫茫沙漠中寻找水源一样,只有不断探索和尝试,才能发现更多的可能性。
综上所述,航空发动机机匣典型件的工艺优化是一个系统工程,需要我们从多个角度出发,综合考虑各种因素。
通过提高加工精度、选择合适的材料、优化工艺流程、关注环保和鼓励创新等措施,我们一定能打造出性能更优、质量更高的机匣产品,为航空工业的发展注入新的活力。
航空机匣数控程序路径优化方法摘要:航空发动机机匣类零件是发动机关键的零部件,传统加工工艺不仅加工工艺难度大、加工成本高,而且加工周期长。
针对航空发动机机匣类零件加工难题,应用数控设备进行零件加工,能够有效解决机匣类加工难题。
但是在实际加工中,数控程序编制的质量直接影响加工质量。
因此,为了能够提高航空发动机机匣类零件的加工质量,下面结合机匣类零件的特点详细分析了数控程序路径的优化策略。
关键词:航空发动机;机匣;零件;数控程序;优化1.航空发动机机匣类零件的特点随着我国科学技术的快速发展,目前我国航空发动机制造技术已经成为综合国力和科技水平的重要标志之一,为了不断提高发动机制造技术,近年来发动机的性能和结构也在不断的提高和改进,其中航空发动机机匣结构也越来越先进,也越来越复杂。
航空发动机机匣类零件类常用的主要是钛合金、高温合金、不锈钢以及硬质合金、复合材料等,加工难度非常大。
航空发动机机匣类零件空间曲面形状复杂,其中机匣零件结构特点为中空外环形面,外环形面一般分布有条数不等的环形凸缘,机匣表面分布有形状各不相同凸台等。
由于机匣毛坯是自锻件,加工余量很大,而且零件材料切削难度大,表面质量精度高,要求没有裂纹、铸层等冶金缺陷,所以进一步增加零件的加工难度。
在机匣类零件加工的过程中,为了保证尺寸加工精度和零件表面加工质量,同时也进一步为了防止零件加工后变形,所以在数控程序编制中应综合考虑,以提高加工质量。
2.机匣类零件数控程序路径的优化方案分析某航空发动机机匣零件其最大直径为Φ678mm,零件壁厚1.7mm,其材料为钛合金,毛坯为锻造圆环,其从毛坯加工到机匣成品约需要去除80%以上的加工余量,由于发动机机匣外型面无横向加强筋,所以加工后容易发生变形,通过对机匣加工工序和走刀路径进行优化,使用UG编程软件编制循环程序控制工件变形,以期提高加工质量和效率。
2.1.机匣工序的优化分析在航空发动机机匣类零件加工中,数控加工工序的选择是影响加工质量的最大的环节,也是提高加工率效的重要的步骤,也是加工耗时最长、技术难度最大的一个环节。
航空发动机机械加工工艺优化策略探讨摘要:随着时代的发展和进步,我国在科技方面得到了长足的发展。
近年来,我国的航空事业更是突飞猛进,也对航空发动机的质量和工作效率提出了更高的要求。
航空发动机本身的工作原理非常复杂,在工作的过程中更是会受到外界各种因素的干扰和影响。
但是航空发动机作为飞机飞行的主要动力,直接影响着飞机飞行的质量和飞行的安全性。
航空发动机机械加工工艺不仅会影响航空发动机的使用寿命,也是我国第三产业发展质量的重要体现。
本文针对航空发动机机械加工工艺优化策略进行探讨和研究,希望能够为提高航空发动机制造精度做出贡献。
关键词:航空发动机;机械加工;工艺优化航空发动机机械加工的过程和工程原理会涉及到多个领域的知识内容,在加工的过程中也会受到各种外界因素和环境的影响。
但是伴随着科技的发展和进步,使得原有的航空发动机机械加工技术已经不能满足现代发展的需求,因此,需要积极地对原有的航空发动机机械加工工艺进行优化和改进,借鉴国外的先进技术作为指导,进行精细化的加工操作。
航空发动机机械加工已经成为制约航空技术发展的主要因素,需要在发展的过程中不断提高航空发动机零件运转过程中的精准程度,进而提高能量的转化效率。
争取航空发动机的工作能够做到低消耗、高效率。
1.航空发动机机械加工工艺现状分析我国原有的航空发动机机械加工方式相对较为简单,因此导致加工之后的发动机在工作效率和质量上的变化效果并不明显。
和国外的先进技术相比,我国的航空发动机机械加工技术仍然处于相对落后的地位。
随着人们生活质量的提升和高科技领域的发展和进步,原有的航空发动机机械加工工艺已经很难满足新时代发展背景下人们对于航空发动机的需求,需要对原有的航空发动机机械加工工艺进行改进和完善,使得航空发动机的工作效率不断提升,以更好地满足现代人们的需求。
1.加工准备工作的现状航空发动机机械加工的原理较为复杂,对相关的技术人员有着较高的要求。
需要相关技术人员在加工之前熟悉相应的工序图,在加工准备阶段能够按照工序图中的相关指示进行加工设备的安装和维护工作。
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。
航空发动机机匣构件机械加工工艺优化航空发动机是飞机的“心脏”也是一个国家加工制造技术的重要体现,在航空发动机的加工制造过程中,航空发动机机匣构件是航空发动机加工制造的重点也是难点之一,在航空发动机机匣构件的加工制造过程中由于其材料、机匣的机构尺寸等的因素常常导致在航空发动机机匣构件加工完成后出现几何尺寸、形位公差超差等的问题,严重影响了航空发动机机匣构件的加工质量,此外,航空发动机机匣构件加工表面损伤会导致航空发动机机匣构件的使用寿命和使用强度等都大打折扣,为提高航空发动机机匣构件的表面加工质量,需要在总结分析影响航空发动机机匣构件表面完整性因素的基础上,做好对于航空发动机机匣构件加工工艺的优化,提高航空发动机机匣构件加工后的表面完整性,确保航空发动机机匣构件的加工质量。
标签:航空发动机机匣构件;机械加工;加工工艺;优化前言航空发动机机匣构件是飞机发动机加工制造中的关键构件,由于其需要承受极高的温度和负载力因此多使用钛合金、高温合金等的高强度合金作为其主要的材质。
现今在航空发动机机匣构件的机械加工中容易出现表面完整性损伤,从而对航空发动机机匣构件的使用寿命造成较大的影响,因此,应当通过对航空发动机机匣构件的加工工艺进行优化,找出航空发动机机匣构件机械加工过程中的应力集中点,改善航空发动机机匣构件机械加工过程中的应力分布以确保航空发动机机匣构件加工表面的完整性,提高航空发动机机匣构件的抗疲劳使用寿命。
1 某航空发动机机匣构件中零部件的受力分析在航空发动机机匣构件的加工中需要对航空发动机机匣中的轴承支点引起足够的重视,航空发动机机匣中的轴承支点构件作为飞机发动机中的重要的承力构件及应力集中部件,其被装配在航空发动机机涡轮后机匣中,轴承支点构件其内表面是与轴承相配合的接触面,为确保轴承支点构件的支撑强度与耐高温性,在构件材质的选择上主要使用的铸造钛合金,在机械加工的过程中为确保其表面完整性,需要在机械加工中注意以下几个方面:在轴承构件的机械加工过程中由于需要使用刀具来去除工件中多余的钛合金材质,在金属切削的过程中刀具作用于工件中的切削力累积于构件中,并使得加工构件中的力的平衡性被打破,积聚其中的残余应力会导致工件发生形变,这就是构件在机械加工中由于内部的残余应力发生形变的主要原因。
航空发动机机匣构件机械加工工艺优化
发表时间:2018-10-25T09:55:12.033Z 来源:《防护工程》2018年第13期作者:陈伟
[导读] 航空发动机是飞机的“心脏”也是一个国家加工制造技术的重要体现,在航空发动机的加工制造过程中
陈伟
中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨 150066
摘要:航空发动机是飞机的“心脏”也是一个国家加工制造技术的重要体现,在航空发动机的加工制造过程中,航空发动机机匣构件是航空发动机加工制造的重点也是难点之一,在航空发动机机匣构件的加工制造过程中由于其材料、机匣的机构尺寸等的因素常常导致在航空发动机机匣构件加工完成后出现几何尺寸、形位公差超差等的问题,严重影响了航空发动机机匣构件的加工质量,此外,航空发动机机匣构件加工表面损伤会导致航空发动机机匣构件的使用寿命和使用强度等都大打折扣,为提高航空发动机机匣构件的表面加工质量,需要在总结分析影响航空发动机机匣构件表面完整性因素的基础上,做好对于航空发动机机匣构件加工工艺的优化,提高航空发动机机匣构件加工后的表面完整性,确保航空发动机机匣构件的加工质量。
关键词:航空发动机机匣构件;机械加工;加工工艺;优化
前言
航空发动机机匣构件是飞机发动机加工制造中的关键构件,由于其需要承受极高的温度和负载力因此多使用钛合金、高温合金等的高强度合金作为其主要的材质。
现今在航空发动机机匣构件的机械加工中容易出现表面完整性损伤,从而对航空发动机机匣构件的使用寿命造成较大的影响,因此,应当通过对航空发动机机匣构件的加工工艺进行优化,找出航空发动机机匣构件机械加工过程中的应力集中点,改善航空发动机机匣构件机械加工过程中的应力分布以确保航空发动机机匣构件加工表面的完整性,提高航空发动机机匣构件的抗疲劳使用寿命。
1 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 机匣工序优化的原则和要求
2.1 加工工序划分的一般原则
在数控机床上特别是在加工中心上加工零件,相对于传统机械加工方法,可以做到工序相对集中,许多零件只需在一次装夹中就能完成全部工序加工。
但零件的粗加工,特别是铸、锻零件的基准平面、定位面等部位的加工可先在普通机床上完成,这样有利于发挥数控机床的特点、保持其精度、延长其使用寿命并降低加工成本。
2.2 机匣工序优化的一些要求
工序相对集中是最有效的提高加工效率的措施,工序相对集中有利于发挥加工中心的加工能力。
机匣加工的绝大多数金属去除量采用数控手段去除,军工企业新引大量进口加工中心设备。
加工方案的确定可以说是由设计图纸的工艺性分析和工序划分过程组成。
首先,设计图纸的工艺性分析重点在于零件进行数控加工的方便性和可能性分析两个方面进行。
比如说,零件设计图制是否便于编制NC程序,尺寸标注方面是否适应数控加工特点,以及尺寸要素提供是否充分,看是否缺尺寸或给了封闭尺寸。
分析零件的加工精度能否得到满足。
其次分析零件各个加工部位结构的工艺性是否符合数控加工的特点。
3 机匣数控加工工艺的优化概述
3.1 数控加工工艺优化途径
在整个机匣的加工过程中,数控加工工序是技术难度最大、加工耗时最长、对加工质量影响最大的环节。
因此,在整个机匣加工工艺的优化的过程中,数控加工工艺的优化占举足轻重的地位,数控加工工艺优化是整个机匣制造过程中最见效益的一个环节。
3.2 仿真加工
在实际加工一个零件之前,利用软件在计算机上虚拟这个制造过程即为加工仿真,它可以模拟整个机床加工过程,查出机床的不同部位、零件、工装夹具和刀柄等之间是否会出现碰撞,模拟采用同机床控制系统一样的逻辑来操作,其运行就像真实机床一样,同时在干涉校验方面也最具准确性,它作用包括清除编程错误和改进切削效率,提高数控程序对硬材质零件、薄壁零件的切削性能。
4 机匣精车工序工艺性分析
4.1 机匣结构特点及其加工工艺性
机匣精车工序尺寸多达100多个、尺寸精度高、技术要求严格;内部构形复杂、环形槽区域狭窄,环形槽槽宽最小处仅为17.07mm,容刀空间狭小;环形槽部位壁厚最小处仅为2.5mm,壁厚也不均匀;零件装夹方式采用下方几点压紧,悬出部分高达400mm。
以上因素使得机匣零件在加工过程中的稳定性和刚性较差,抵抗径向变形的能力更差。
4.2 车加工加工刀具的选择
为确保加工过程和产品质量的稳定,前机匣精车工序采用专业刀具生产商提供的机夹刀具,在选择过程中综合考虑了以下几个方面的问题:
(1)刀杆有足够的稳定性、刚性;(2)刀片有足够的强度、硬度和耐用度;(3)刀片尽可能采用标准刀片。
在此基础上确定以下几种刀杆:
(1)32×32×230 车刀刀杆配80度菱形刀片,用于粗加工端面、外圆及内孔;(2)32×32×230车刀刀杆配35度菱形刀片,用于精加工端面、外圆及内孔;(3)32×32×230 槽刀刀杆,用于加工各级环形槽;(4)32×32×230 T形槽刀杆共六种,分别加工各级T形槽;(5)32×32×230 45度刀杆,用于加工六级环形槽上部槽。
相应配置刀片均为标准型机夹刀片。
由于钛合金材料加工时具有弹性恢复大、化学亲和性高、导热性能差等特点,切削时热量主要由
刀具传出、切削温度高、粘刀现象严重。
刀具粘接磨损及扩散磨损较突出。
因此,选择不带镀覆层的机夹刀片。
为避免加工过程中刀具的切削刃与零件的接触面积过大而产生的零件变形,切槽刀片宽度选择3mm、4mm、5mm为主,刀尖圆角不大于0.8mm。
4.3 UG-CAM车削加工模块在机匣精车加工中的应用
数控车削加工是一种重要的数控加工方法,主要用于轴类、盘类等回转类零件的加工。
在数控车削程序设计过程中,最重要的两个环节是:一方面确保加工路线合理,数控程序准确和完整;另一方面要求选择可靠的刀具和合理的切削参数。
考虑到机匣内腔型面包括六级环形槽、环形槽上下表面的T型槽及其环形槽之间的型面,在进行UG-CAM车加工数控程序设计时主要应用其中的车端面、粗车、精车、车槽等几种车削加工操作。
5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。
6结束语
航空发动机机匣构件的加工是发动机加工中的重点也是难点,本文在分析航空发动机机匣构件加工中各加工因素对于加工精度影响的基础上,通过对航空发动机机匣构件的加工工艺进行优化,以提高航空发动机机匣构件加工后的表面完整性,提高加工质量。
参考文献:
[1]王晓静,张松,贾秀杰.航空发动机整体机匣铣-车复合加工工艺优化[J].计算机集成制造系统,2011,17(7):1460-1465.
[2]李国明.航空发动机机匣加工工艺研究[J].中国新技术新产品, 2012(13):120.。