引擎葉片,如渦輪和壓縮機(jī)葉片是運(yùn)轉(zhuǎn)中的飛機(jī)引擎系統(tǒng)的關(guān)鍵組件之一。渦輪風(fēng)扇引擎由多個(gè)部分組成。位于前部的風(fēng)扇將空氣吸入并引導(dǎo)進(jìn)壓縮機(jī)。壓縮機(jī)由成排排列的多個(gè)葉片組成,葉片的尺寸向著狹窄管的末端遞減。通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),吸入的空氣被壓縮至其體積的三十倍,隨即氣體的壓力和溫度升高。隨后,空氣被送入燃燒室,在燃燒室中,空氣與注入的煤油混合并燃燒,產(chǎn)生的能量推動(dòng)高壓渦輪機(jī)。驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的渦輪葉片便位于此處。位于高壓渦輪機(jī)下部的低壓渦輪機(jī)也同樣由該能量驅(qū)低壓渦輪機(jī)由較長(zhǎng)的渦輪葉片組成,它直接連接到風(fēng)扇并保證它的轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)扇將空氣吸入引擎內(nèi)部,并導(dǎo)入壓縮機(jī)和渦輪機(jī)中。經(jīng)過(guò)引擎內(nèi)部的冷空氣能夠產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力。引擎內(nèi)部的做工運(yùn)轉(zhuǎn)只會(huì)確保引擎保持運(yùn)行。廢氣流產(chǎn)生20%的推進(jìn)力,而風(fēng)扇產(chǎn)生80%的推進(jìn)力。渦輪機(jī)和壓縮機(jī)葉片需要承受高溫和高壓。因此,制造商對(duì)葉片的生產(chǎn)和加工方法實(shí)施了嚴(yán)格的規(guī)定。
渦輪葉片加工前后對(duì)比
航空航天行業(yè)中使用的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片通常由加工難度高且精度很高的材料制成。足夠高的精度才能夠獲得理想的氣流和極限耐磨能力。這些組件承受的*溫度達(dá)到1,000°C。這意味著葉片表面質(zhì)量也必須達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn),并且必須良好地適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。OTEC針對(duì)引擎葉片研發(fā)的流速脈沖表面處理技術(shù)能夠顯著提升葉片的效率和安全性的同時(shí)降低殘次品數(shù)量。
平滑葉片主體,即空氣箔的表面能夠產(chǎn)生積極的影響。根據(jù)不同的需求,OTEC表面處理工藝可以在幾分鐘內(nèi)將表面平滑至Ra < 0.2μm的值,從而提高葉片工作效率。葉片表面得到均勻加工,整個(gè)表面處理中僅去除極少量的材料,不對(duì)葉片產(chǎn)生形貌改變。通過(guò)精密倒圓,修復(fù)葉片的前緣和后緣可以減少不良品零件的數(shù)量。一些上游加工工藝,例如噴砂,可能會(huì)損壞這些邊緣。OTEC的方法可以將其倒圓至給定的半徑,從而進(jìn)行修復(fù)。倒圓加工過(guò)程非常**,材料去除量也極其細(xì)微。
流速脈沖加工前后的葉片邊緣對(duì)比
經(jīng)過(guò)去毛刺處理后的葉片根部可以有效避免卡在圓盤(pán)中的情況,有助于提升安全性。表面處理不僅延長(zhǎng)了葉片的使用壽命,更提高了葉片工作效率。此外,去毛刺后的工件更有利于后續(xù)的涂層。OTEC的創(chuàng)新流速脈沖加工技術(shù)在一次加工中即可同時(shí)完成對(duì)引擎葉片的平滑和倒圓。
在流速脈沖加工過(guò)程中,葉片被固定在合適的夾具中下降放入磨料容器中。表面處理加工通過(guò)容器的旋轉(zhuǎn)和工件在介質(zhì)流中的移動(dòng)完成。對(duì)葉片的加工程序經(jīng)過(guò)**設(shè)定,即工件在磨料中的定向角以一定頻率間隔改變。這意味著加工可以**至葉片上的特定點(diǎn),從而可以在不改變刀片形狀的情況下獲得光滑的表面和**的倒圓角。OTEC流速脈沖表面處理工藝與傳統(tǒng)表面處理工藝相比,加工時(shí)間顯著縮減。根據(jù)工件的不同尺寸和初始條件,引擎葉片表面處理僅需2 - 20分鐘。此外,每個(gè)葉片由單獨(dú)的夾具固定,從而避免了葉片之間的接觸,不會(huì)造成任何表面損傷。所有表面處理步驟都可以在一臺(tái)機(jī)器上完成。SF-5流速脈沖系統(tǒng)可一次處理多達(dá)五個(gè)引擎葉片,確保高產(chǎn)量和成本效益。經(jīng)過(guò)OTEC處理后的葉片在殘余應(yīng)力、疲勞強(qiáng)度和熒光控制的測(cè)試中均展現(xiàn)了良好的反饋結(jié)果。
加工案例:
渦輪葉片分為不同的規(guī)格、尺寸和材料制成,例如鎳、鈦或鎢鉬合金。通過(guò)燒結(jié)工藝鍛造、研磨或采用新的激光工藝制造。由于粗糙度過(guò)大或葉片邊緣過(guò)于尖銳,新制造的葉片都需要進(jìn)行表面處理。
技術(shù)優(yōu)勢(shì):
1
均勻平滑的表面處理,粗糙度根據(jù)加工要求可降至Ra 0.06 – 0.4 μm。
2
對(duì)葉片形狀影響低。
3
可對(duì)前后邊緣鈍研至特定半徑。
4
高產(chǎn)量(*多可以同時(shí)加工5個(gè)工件)。
5
可加工*葉片長(zhǎng)度~ 300 mm。
6
可加工*葉盤(pán)直徑為500 mm。
加工前,Ra1,45μm; 加工后,Ra0,24μm
加工前,Ra0,54μm;加工后,Ra0,06 μm
加工前,Ra3,45μm;加工后,Ra0,20 μm
加工時(shí)間100分鐘 / 周期
渦輪葉片根部以及渦輪葉盤(pán)案例
加工前,Ra0,54 μm;加工后,Ra0,06 μm
關(guān)鍵詞:流速脈沖拋光機(jī)