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鈦合金發動機加工所需最合適的機床

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-12-3 15:23:30

我國在新型鈦合金發動機的設計中也采用了整體葉盤結構。整體葉盤的剛性好,平衡精度高。它提高了結構的氣動效率,省去了連接用的榫頭和榫槽,避免了榫槽損傷等潛在的故障,從而使整臺發動機推重比得到顯著提高。整體葉盤的毛坯從結構上分為整體式和焊接式2類:(1)整體式毛坯一般采用鍛壓技術,鍛造出一整塊毛坯;(2)焊接式毛坯把采用不同性能材料的盤體和葉片焊為一個整體,或者把空心葉片焊在盤體上,以實現更特殊的性能。

國內外整體葉盤制造采用的主要工藝有:精密鑄造、數控銑削、電解加工、電火花加工等。這些工藝各有其優缺點,而數控銑削加工靈活快速、可靠性高,因此發達國家多采用五坐標數控銑削加工整體葉盤。整體葉盤毛坯一般采用高強度難加工材料,不允許有裂紋和缺陷,葉片薄、扭曲度大、葉展長、受力易變形,而且由于葉片間的通道深而窄、開敞性很差,材料切除率很高,嚴重影響了數控銑削的可加工性。數控銑削加工技術包括高精度五坐標機床技術、工藝技術、五軸聯動編程技術、刀具技術等,它代表了相關技術領域的最新技術和最高水平,是新型高推重比發動機制造的關鍵技術之一。

鈦合金整體葉盤加工工藝分析
鈦合金整體葉盤的盤體和葉片材料通常采用(α+β)雙相熱強鈦合金,具有良好的高溫強度、耐腐蝕性、斷裂韌性、熱穩定性和蠕變性能,能夠滿足損傷容限設計和高結構效益及低制造成本等要求。某鈦合金整體葉盤毛坯采用焊接結構,盤體粗加工和葉片毛坯采用線性摩擦焊方式成為一個整體葉盤毛坯。葉片為變截面扭曲結構,彎扭度大、葉展長、葉片外緣薄、進氣邊緣和排氣邊緣厚度更薄(不足0.5mm)。葉盤盤體外型面為圓錐面,葉片外輪廓也是一個倒圓錐面。


鈦合金是一種特殊的材料
鈦合金是一種不同的材料。這一點看起來似乎是非常明顯的,而且也是非常重要的。對于一個大型鋁制工件來說,其最重要的機床加工參數(除了機床的行程之外)可能涉及到主軸的轉速和驅動馬力。相反,對于鈦合金零件的加工而言,其最重要的參數則是主軸的扭矩以及鉆削加工時冷卻液沿著推力方向上的傳送量。以前,機加工車間對于鈦合金加工所需的相應機床參數,也許從來沒有仔細地考慮過。lh-ti.com公司介紹說,也許有人希看成為這樣的一個人:跑到老板的眼前說,加工車間是不是需要添置一套新的加工設備?不過,他仍然以為應該按照很多加工車間所希看的那樣往做,而不是通過一些已經被驗證了的那種不太理想的工藝往加工生產鈦合金零件,假如試圖以這種方式為產業的變化提供服務,那么終極付出的代價將會更大。在需要加工波音787發動機前座的情況下,工廠的工作職員,就會在最初的時候,將重點集中在尋找可供選用的和剛性最好的加工中心上。這種鈦合金工件大多要求采用強力銑削的加工方式,其要求非常高,以至于他們希看通過機床的剛性來確定加工這一工件究竟能達到多高的效率。然而,根據對這一零件最好的加工操縱所做出的一項分析,包括一些新奇的切削策略,表明了其對扭矩的要求一定是很高的,但其最高需求的扭矩仍然在標準機床所提供的性能范圍之內,基本上與波音公司目前已在生產中使用的機床相同。

加工車間往往先從機床開始考慮,而不是先從適合于該工件加工的機床用刀具開始考慮。然而,對于一個飛機上使用的鈦合金零件而言,或對于任何其他大型和具有挑戰性的高價值零件而言,其更富有成效的生產方法是:首先確定最適合于這一零件粗加工、精加工和鉆削加工的刀具以及加工策略,然后再通過那些選用機床所需的切削參數,看一看究竟應推薦使用哪一種機床。他說,這一工作不一定由加工車間單獨完成。在工藝開發過程中,波音公司將與其供給商共同合作。當然,刀具公司本身提供的資源也是十分寶貴的。具有更豐富知識的刀具供給商能夠提供適合于這一零件各種加工特點的高金屬切削率的刀具,以及有效使用這些刀具的正確方法和參數。分析是直接從這里開始的。對于各種不同的操縱和刀具而言,首先應該考慮的是其理想的切削深度和進給速度,以及其材料系數和其他一些輸進數據,然后由加工車間計算出每一次主要的機加工操縱所需的驅動馬力和扭矩,以及每一次鉆削運動時所需的推力。lh-ti.com公司介紹說,這樣做至少可以提供兩個很有價值的好處:其中一個好處是可以簡化搜尋合適加工機床的過程,要么是選用一臺新的機床,要么就是選用車間里現有的一臺設備。數據表中的這些數據就可以清楚地說明應該選用什么樣性能的機床才能適合這一工件的加工。

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