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发动机机匣加工技术难点《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:36:02 阅读: 来源:冲床厂家

2016-10-15 22:53:57来源: 贤集网

机匣加工技术难点一方面体现在机匣材料本身难加工性上,另一方面是发动机机匣结构特点带来的难加工。

材料特性造成加工难点

发动机机匣一般选择的是难加工材料,材料方面难度主要体现在:采用不锈钢材料的机匣,在加工过程中,切削力一般比45#钢要高25%以上,切削温度也要高,加工过程容易出现黏附,刀具前刀面容易形成积屑瘤,由于材料塑性和韧性,加工表面会有撕扯现象。

采用钛合金材料的机匣,切削加工过程中,切削变形系数接近于1,因此,在刀具前刀面滑动摩擦剧烈,造成刀具磨损严重,同时,切削温度要比45#钢高出一倍以上。由于材料化学活性大、亲和力强,易于产生表面硬化和黏刀现象。

再次,钛合金弹性模量小,零件回弹量大,会加剧刀具后刀面的磨损。采用高温合金的机匣,切削力为一般钢材2~3倍,刀具磨损严重,易于形成扩散磨损和氧化磨损,加工硬化现象严重。由于材料导热系数低,切削热集中在刀尖附近,温度高。切屑由于高韧性,易于形成卷屑,不易清除。采用镁合金材料机匣,加工性相对较好,但细小切屑容易燃烧,另外加工过程氧化严重。

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。就环形机匣而言,其毛坯成型方法主要有锻造毛坯、铸造毛坯和焊接毛坯,材料切除率达到70%以上,结构一般分为内外两部分,内部主要是涡轮叶片承载部分,因此,加工质量要求很高,加工精度达到±0.02mm。

机匣外部连接的发动机附件系统包括油路、冷却、控制系统以及管路、泵体等。因此,复杂特征多、加工要求高,尤其位置精度要求高,造成对每一个特征,必须采用不同的加工方法。其次,沿着发动机轴向方向,前端的安装边、前槽等部分的法兰结构上分布着大量孔系,孔所在部位壁较薄,孔深小,加工中易变形。

另外,由于前安装边是机匣的设计基准,又是重要的加工工艺基准。因此,对孔系的加工具有很高的尺寸精度和位置精度要求。最后,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。

在加工工艺上,除了结构复杂工艺难度大外,部分机匣采用的对开结构,若在加工过程中采用分散与组合加工相结合,会由此造成二次定位,影响加工一致性。因此,为了保证机匣装配体的使用功能,保证机匣加工要求,机匣加工质量必须通过复杂的工艺系统保证。其次,加工过程引起的变形问题也是机匣加工的另一个难点,按照常规工艺过程加工,总会出现沿着机匣腔槽边缘由外向内误差越来越大现象。而变形误差会引起后期发动机叶片工作的颤振,直接影响到整机的性能和使用寿命。

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