航空發動機的結構是比較復雜的,它由多種類型的配件組成,從而使得其能夠適應高溫、高壓、高轉速和惡劣的工作環境。由于科學技術的不斷發展,如今的發動機朝著輕量化、大推力、低油耗等方向發展,這也使得發動機結構越愛來越集成化,從而也給加工提出考驗。
如今的航空發動機在設計的時候往往采用很多新技術、新材料、新結構來滿足其性能要求,其中承力結構件一般多使用整體結構,配件的結構復雜,對加工精度有較高要求,表面粗糙度要求高。
發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、環形與鼓筒件、整體葉盤、噴嘴組件以及導管。其中葉片又可以分為風扇葉片、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,各類轉子葉片一般都通過榫接的而方式連接在轉子盤上。為了可以有效減輕重量,加強使用效果,提高推重比,整體葉盤結構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,其中復合材料和工程陶瓷材料等新材料也被廣泛的使用到發動機的制造中,不過這些這些材料的加工難度大,有些材料在加工的時候對工藝裝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、配件的結構復雜
在眾多的配件中,有些配件屬于自由曲面配件,結構比較復雜,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控。設備有些配件需要使用到高精度立式磨削設備。
4、配件加工精度高
發動機的配件應該要保證能夠在高溫、高速的環境下工作,應該就要求配件之間具備非常好的配合質量和互換性,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,為了良好的發揮這些配件,對孔的形位精度和孔壁表面質量有苛刻的要求,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和裝備。
除此之外,航空發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與裝備。
下一篇:高溫合金硬管在航空發動機中的應用