航空发动机叶片轧制模具的CAD技术

在航空发动机研制中，南方航空动力机械公司工艺研究所，首次在国内轧制出钛合金风扇多级整流叶片和压气机多级整流叶片精化毛坯。本文介绍钛合金名片毛坯轧制模具ＣＡＤ技术的若干要点。     

DRD-1型电热镦机及其工艺

电热镦工艺广泛应用于汽车、拖拉机、坦克和内燃机车等制造行业中,近年来陆续发展到航空发动机部门,并把它用于制造发动机叶片锻件的毛坯。西德曾经用电热镦工艺进行了直径44.5毫米、长300毫米的钛合金棒料的金属集聚,用作锻造风扇叶片的毛坯。因此应用此工艺进行叶片毛坯的精化,改进叶片锻造工艺,可为毛坯的精密锻造创造有利条件。电热镦工艺是利用工件本身的电阻,将工件通以低电压大电流,边加热边镦粗成形的过程,在工件的端头或中间部位逐步形成局部金     

钛合金叶片超深扁孔的电解加工

某型号航空发动机第1级整流叶片为钛合金材料,沿着叶片截面扭转中心线方向贯通一个扁状型孔。钛合金为较难进行机械加工的金属材料。我们采用电解方法加工叶片扁孔。下面就钛合金整流叶片超深扁孔的电解加工工艺技术作一介绍。 一、技术要求 叶片为TA7钛合金模锻毛坯,硬度d=3.7～3.2,叶片型面长为230mm,弦宽为90mm,是战斗机动力装置上的特大型叶片。要求沿着叶片截面扭转中心线方向加工出一个5×14×300贯通扁孔,如图1所示。型孔中心线对叶片截面扭转中心线的位移度为0.20mm,型孔与叶片型面形成的壁厚不得小于1mm,型孔的表面租糙度Ra值为6.3μm。     

TC9钛合金的双重退火与形变热处理

我厂部份叶片用TC9钛合金制造。模锻(包括顶锻、预锻、终锻和最终成形)毛坯经过双重退火,其目的是消除模锻应力,改善合金的组织并获得要求的机械性能。存在的主要问题是钛合金叶片的热处理变形。为解决变形问题,曾使用冷校正,但是冷校正叶片在电解加工叶身型面时,又发生超差变形,而且大叶片冷校正不了。又使用形变热处理经过三次小批生产,结果满意,使变形问题得到基本解决,从而提高了叶片热处理质量。一、热处理工艺双重退火分高温退火和低温退火。由于钛的化学活泼性很高,在高温中能和多种元素发生反应而受到污染,为减少钛合金的污染在高     

复杂外形航空发动机TC4钛合金宽弦空心风扇叶片弯扭成形

弯扭成形是钛合金空心风扇叶片制造中一种有效的辅助成形手段,赋予空心叶片毛坯理想的过渡形状,改善工艺性。针对应用于大涵道比涡扇发动机的TC4钛合金宽弦空心风扇叶片的工艺试验件,研究适用于复杂外形叶片的单轴扭转与双轴扭转两种弯扭方法,提出了夹头运动参数的设计方法,分析了机构的运动规律以及成形原理。基于有限元模拟,研究了扭转方式以及弯扭路径等关键工艺参数对于制件外形、变形区分布、扭转力矩以及表面缺陷的影响,并进行了弯扭实验。结果表明,采用单轴扭转方式,弯扭温度为750℃,叶尖夹头扭角为20.4°,扭转速度为0.68(°)/min,能够将平板毛坯成形出合理的过渡形状。弯扭后面板上出现了失稳凹陷,与有限元结果一致。     

K—864型16MN机械压力机动态刚度的测量

在比较各种力能测量方法的基础上，采用铜柱－铅柱镦粗法测量Ｋ－８６４型１６ＭＮ机械压力机的动态刚度（４．８ＭＮ／ｍｍ）。按此刚度调节模具，成功地用于ＴＣ－４钛合金叶片精锻件的批量生产。     

钛合金叶片超深圆孔的加工

某新型航空发动机一级整流叶片的材料为钛合金TC4,模锻毛坯,d=3.2～3.5mm。在机械加工时需要沿叶片轴向加工出一个直径为8_0~(+0.2)mm,深为226mm,表面粗糙度Ra3.2μm,垂直度0.3mm的贯通圆孔(图1)。 圆孔的深径比为28,属于超深圆孔,而钛合金机械加工性能又差,所以在这种叶片上加工超深圆孔很困难。经过努力,依靠现有生产条件,采用钻、扩和研磨的方法,共加工80件,满足了设计要求。现将有关夹具设计、钻头结构及材料、切削要求介绍如下。     

俄国等温锻造技术的进展

介绍了俄国等温锻造专用设备、加热装置和模具材料等简况,以及钛合金叶片、压气机盘、飞机结构件和高温合金涡轮盘等零件等温锻造工艺研究、试制和生产的基本情况。     

关于叶片工艺发展中的几个问题

一、叶片毛坯的精化提高叶片毛坯精度,减少加工余量,是一个发展方向。但必须研究精度提高到什么程度,余量减到多少在技术上是可行的,在经济上是合理的。叶片毛坯的材料种类很多,尺寸范围变化很大,必须根椐不同情况提出不同的精度要求。不论什么叶片毛坯统统要求完全无     

WZ－8自锁螺母温挤成形工艺研究

介绍了航空发动ＧＨ２１３２高温合金自锁螺母温挤成形工艺的研制过程，探讨了成形模具的结构、材料与技术条件，挤压毛坯成形的软化处理工艺，挤压润滑与润滑剂的选择，毛坯成形的加热温度，以及挤压方式等内容。     

支承座三工序复合冲压模具

介绍一种新型支承座三工步复合冲压模具的结构、工作原理、主要工作部件的设计技术和参数计算。使用此种模具，可以在一个工步中完成支承座毛坯的落料、冲孔和弯曲成形，生产效率高，工艺质量好。     

TC4钛合金贮箱半球超塑成形模具型面设计

合理布置成形后半球毛坯的壁厚加工余量,并计算超塑成形模具型面的名义加工尺寸.通过分析半球在超塑成形过程中材料变形机理,设计反向预成形模具型面,达到均匀半球毛坯壁厚的目的,使其满足后续加工尺寸的要求.     

发动机大型钛合金环形件研制成功

发动机大型钛合金环形件研制成功某型号发动机是南方航空动力机械公司承担的总公司重点型号任务，其上有许多钛合金薄壁构件，形状特殊，尺寸较大，尤其是有几个带轴向焊缝的大型环形件，必须先焊后成形。比如外套构件，是三级斜阶梯状圆锥形件，毛坯直径６３０ｍｍ，高４...     

精锻叶片批生产技术

一台航空发动机有数千件叶片,其中钛合金叶片占一半以上。目前国外已普遍采用钛合金叶片精锻件,而我国则主要采用钛合金叶片普通模锻件,已不适应航空工业的发展。８０年代初,北京航空材料研究院（ＢＩＡＭ）研究成功机械压力机恒载荷精锻（叶片）技术。本文介绍的是在...     

顷发的发动机钛着火故障

钛合金是航空发动机中的常用材料，从20世纪60年代开始应用以来，钛着火故障却不绝于耳，在军用发动机和民用发动机中都出现过严重的钛着火故障，不仅有钛合金转子与钛合金静子相磨蹭引发的，也有钛合金的工作叶片与钢制机匣严重磨蹭而引发的事故，这些都应引起重视，并采取相应的措施。     

化学方法除钛合金污染层

部分采用钛合金材料的某型发动机为了改进性能,压气机2、3级转子叶片。改用TC6钛合金,4、5、6级转子叶片改用TC9钛合金。但是,钛合金的机械加工比较困难,尤其是在热处理过程中因高温氧化形成的污染层,质地坚硬很难切削。在970℃挤压出来的TC9钛合金叶片污染层厚度在0.12～0.15毫米左右;在950℃挤压出来的TC6钛合金叶片污染层厚度在0.22～0.25毫米左右。测定这些钛合金污染层的最外层显微硬度相当于HRC59左     

GH4169合金矩形截面环轧制曲线的实验研究

 轧制曲线是环件轧制工艺设计的核心问题，尤其对钛合金和高温合金这类难变形材料环件，它是影响显微组织和尺寸精度的关键因素。采用不同类型的轧制曲线对相同尺寸GH4169合金矩形截面环进行了双向轧制实验研究，主要分析了轧制曲线类型对环件温度、环件径向增长速率、双向轧制力的影响。结果表明,“上凸型”轧制曲线有利于控制环件温升，“下凹型”轧制曲线则能较好地降低轧制力能和提高环件尺寸精度。另外，为了能更有效地控制环件截面角部的温升，保证截面组织均匀，提出了GH4169合金这类难变形材料矩形截面环轧制的特殊轧制曲线。     

钛合金超塑成形模具材料的选用

分析了钛合金超塑成形模具对材料的要求；研究了几种材料的工艺试验结果。从材料各项性能综合考虑，Ｎｉ７Ｎ是较理想的模具材料。     

航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术及其试验研究

压气机钛合金叶片为航空发动机关键零部件,其制造质量和加工精度对整机工作性能有至关重要的影响。由于该叶片型面结构复杂,打磨工作常由人工完成,其打磨效率低,打磨质量一致性难以保证。对航空发动机钛合金叶片机器人浮动砂带磨削技术进行分析,并进行了相关试验研究。试验结果表明钛合金叶片的机器人浮动砂带磨削技术能适应钛合金叶片的打磨要求,打磨后的叶片表面粗糙度Ra在0.4μm以内,表面三维形貌一致性较好,磨削后的进排气边的形状保持一定的圆度状态。     

钛合金板材制备技术的现状及展望（下）——中厚板制备技术

梳理了钛合金中厚板制备技术的概况,整理了不同组织类型（等轴、全片层、网篮组织）钛合金中厚板轧制成形过程的控制要点,分析了钛合金中厚板制备技术的现状及问题,并给出了解决方案。通过梳理近α钛合金、α?+β钛合金和β钛合金的制备工艺,分析板材轧制过程的显微组织和织构特征,对比不同组织类型板材的力学性能,提出了钛合金中厚板析出相、组织、织构及性能的调控方法,阐明了钛合金中厚板制备技术的关键控制要点,剖析了钛合金中厚板产品的现存问题,包括翘曲度问题、残余应力大、超声探伤水平不稳定性等,并给出了具体解决方案。最后,展望了国内钛合金板材制备技术的3项研究重点和2个发展方向,旨在推进钛合金板材关键产品的特种制造和常规产品的标准化作业水平。