Специјална технологија обраде незаменљива у производњи аеро мотора

Сажетак: Високе перформансе напредних ваздухопловних мотора захтевају да дизајн усвоји велики број укупних структура, лаганих конструкција, напредних расхладних структура и нових материјала као што су композитни материјали, металургија праха и интерметална једињења, а ове компоненте треба настала посебном обрадом. Овај рад проучава карактеристике специјалних технологија обраде попут електричне варнице, електролизе, ласера, ултразвука и воденог млаза и њихове нове примене у напредним моторима, и објашњава предности специјалних технологија обраде и њихове посебне ефекте у развоју напредних мотора.

1. Материјали и техничке карактеристике ваздухопловних мотора

Ваздушни мотор ради у екстремним условима високе температуре, високог притиска и велике брзине. Истовремено, потребна је мала тежина, мала потрошња горива, велика поузданост, дуг животни век и употребљивост. То је врхунски производ који спаја више дисциплина. Његова карактеристика је акумулација основних технологија. Без основних технологија не би било модерних напредних мотора. Савремени напредни аеро-мотори имају веће захтеве у погледу перформанси за јединицу потиска, однос потиска према тежини, надзвучно крстарење, функцију вектора потиска, стелт перформансе, високу поузданост, дуг животни век и добру одрживост. Захтјеви за материјалима и производном технологијом су строжи. Доноси: од обичних легура до примене нових легура отпорних на високе температуре, лаганих и чврстих легура; од металних материјала до примене великог броја неметалних материјала и композитних материјала; од механичке обраде до посебне обраде; од смањене производње материјала до прецизног обликовања и повећања Производња материјала; од осигуравања геометријског облика до контроле интегритета површине; од експерименталне верификације до симулационе верификације; од једнопроцесног истраживања до вишепроцесног истраживања закона о спрези; од дигитализације, аутоматизације, информатизације до интелигентне производње Чекајте.

Напредни нови материјали и сложене структуре чине обраду делова све тежом, а неке чак и традиционалне механичке обраде уопште не могу да се постигну. Специјалне технологије обраде постале су незаменљиве технологије у неким пољима, а њихове примене постале су све опсежније, надокнађујући традиционалне машине. Недовољна обрада. Тренутно су традиционалне посебне технологије обраде као што су ЕДМ, електрохемијска обрада, ласерска обрада, обрада електронских зрака и јонских снопова широко коришћене у производњи ваздухопловних мотора. Међутим, са појавом напредних мотора, нових материјала и нових структура, посебне технологије обраде такође су добиле нови развој и примену. Вишеосна ЕДМ технологија затвореног блиска, прецизна технологија електрохемијске обраде блиска, ултра брза технологија ласерске обраде керамичких матричних композитних материјала, технологија ласерског јачања удара и технологија јачања воденог млаза под високим притиском итд. , су нови материјали за напредне моторе. , Развој нових структурних делова и побољшање интегритета површине и захтева за поузданошћу играли су све значајнију улогу.

2. Примена посебне технологије обраде на напредне моторе

(1) ЕДМ технологија је најчешће коришћена посебна технологија обраде. Широко се користи у производњи ваздухопловних мотора, као што су ЕДМ жица, обликовање ЕДМ-а, брушење ЕДМ-а, бушење ЕДМ-а и ојачавање површине ЕДМ-а и тако даље.

Последњих година, побољшањем напредних перформанси мотора, примена традиционалне ЕДМ технологије је ограничена. На пример, нове лопатице турбине мотора користе монокристалне лопатице, док ЕДМ технологија бушења претапа слојеве, микропукотине и топлоту. Забрањено је користити дефекте попут погођене зоне за обраду рупа од ваздушног филма у оштрицама од монокристала. Слика 1 приказује металографску фотографију отвора за гасни филм ЕДМ лопатице турбине. Дебљина претопљеног слоја је обично 0,01 ～ 0,04 мм.

Али истовремено, појава нових структурних делова попут напредних блистава мотора промовисала је развој и примену ЕДМ технологије. На пример, блиск структура је развила ЦНЦ високоефикасно глодање са електричним пражњењем због високих трошкова обраде и дугог циклуса. На пример, тешко је реализовати механичко глодање затворених блистера са круницом због његове структуре, а развој технологије обраде петосовинског везног ЕДМ-а да би се решио овај проблем, процесна метода је петосовинска обрада ЕДМ-веза, и тада се допуњује поступком абразивног тока како би се уклонио претопљени слој са обрађене површине, чиме се задовољавају захтеви употребе. На слици 2 приказана је електрода и испитни комад са крунисаним блиском обрађеним петосовинским ЕДМ, а на слици 3 крунисани блиск обрађеним протоком абразивних честица.

(2) Електрохемијска обрада има предности у обради посебних обрадних предмета (као што су материјали који се тешко обрађују или делови сложених облика, малих димензија и изузетно мале крутости), посебно у деловима сложених профила као што су лопатице и кућишта аеро мотора Поље производње се широко користи, што у великој мери побољшава ефикасност производње и смањује производне трошкове.

Због захтева за дизајном перформанси напредних авионских мотора, материјали компресорских лопатица углавном користе напредне суперлегуре на бази никла или легуре титанијума и легуре титанијума алуминијума и друге нове материјале, а користе посебне облике лопатица са тродимензионалним дизајном, као што су савијање и пометање , које је тешко и лако обрадити. Деформише се услед утицаја силе резања и захтева високу прецизност. Традиционална механичка обрада и електрохемијска обрада је тешко испунити захтеве обраде овог високо прецизног и сложеног профила. Прецизна технологија електрохемијске обраде (ПЕЦМ) производи се да би се удовољило овом посебном захтеву обраде. Своје јединствене предности пружа у обради сечива танког облика и малог радијуса. Тачност обраде достиже 0,03 мм, што удовољава потребама напредних аеро-мотора. Потражња.

Прецизна електрохемијска обрада је такође једна од пожељних метода међу многим производним методама блиска. Може да реализује комплетан процес од грубог блиста до облика завршног профила сечива. Генерално се усвајају два корака почетног и завршног обликовања. Почетно обликовање усваја методу обраде гнежђењем да би се уклонио већи део материјала, а коначно обликовање примењује метод обраде профилирањем, и коначно тачност контуре профила сечива је ≤0,06 мм, а храпавост површине легуре материјала високе температуре ≤0,2μм може да оствари прецизност израде целог блиста без маргине, чиме замењује нумеричко контролно глодање и ручно полирање, што може повећати ефикасност производње неколико пута и смањити производне трошкове за више од 50%.

(3) Однос дубине и пречника рупа које обрађује електрохидраулична греда је 150/1, пречник рупе је од 0,13 до 1,5 мм, тачност обраде рупе је ± 0,025 мм, вредност храпавости површине је Ра=1,6μм, а улаз и излаз из рупе природно чине мали Р заобљени угао, без оштрих ивица. Мале рупе које обрађује електрохидраулични сноп приказане су на слици 4.

Електрохидраулична обрада греде турбинских лопатица има добар интегритет површине, нема слоја за претапање, микропукотине и зоне под утицајем топлоте и не постоји ризик од рекристализације у обради легура монокристала. Стога је постао напредни мотор обрада рупе за хлађење плинским филмом од монокристалног мотора Пожељни поступак.

(4) Технологија ласерске обраде први пут је примењена на сечењу комора за сагоревање мотора, спољних омотача догоревача и прављењу рупа у лопатицама турбине. Међутим, традиционална ласерска обрада ограничена је прецизношћу обраде и малом поновљивошћу, па се користи у моторима. не много. Међутим, за неке посебне делове ласерским бушењем могу се постићи боље користи. На пример, ротационо резање ИАГ ласером користи се за обраду рупа у гасном филму турбродских лопатица турбинског мотора, које се постепено замењује брзим електричним бушењем варницама. Поред тога, такође је веома корисно обрађивати мале рупе високе тврдоће и непроводљивих материјала и велики број делова групних рупа, као што је обрада перфорацијом структурних делова попут топлотног штита дифузора мотора, унутрашњих и спољних зидова цилиндара пламена , који се тренутно користе у моторима ширег типа.

Развојем ласерске технологије континуирано се развијају и примењују нове технологије као што су ласерско заваривање, производња ласерских адитива, ојачавање ласерским ударцима, ласерска обрада водена водена и ласерско чишћење, пружајући више техничких могућности за напредну производњу мотора. На пример, технологија ојачавања ласерским ударцима има предности дубоког слоја за ојачавање металне површине, резидуалног заосталог тлачног напрезања, добре приступачности и високе ефикасности. Значајно побољшава отпорност материјала ГГ # 39 на отпорност на замор, отпорност на хабање и напрезање, а резидуална дубина тлачног напрезања може досећи 1 ～ 2 мм, што је 3 до 5 пута више од ултразвучног сабијања и 5 до 10 пута више од конвенционалног пуцање. Има предности побољшања чврстоће на замор, продужавања века умора, инхибиције стварања и ширења пукотина итд. Стога је постао напредни ваздушни мотор, кључна технологија јачања површине ножа у облику прстена.

(5) Технологија обраде воденим млазом високог притиска широко се користи у сечењу, бушењу и чишћењу делова мотора. Поред тога, спроведена су истражна истраживања у сечењу нових композитних материјала и обради посебних структурних делова интегралног блиста, као и развоју технологије уклањања воде за уклањање облога лопатица мотора.

Технологија јачања воденог млаза користи ударну силу коју ствара млаз воде под високим притиском да би погодила обрадак да би ојачала површину металног материјала. На основу побољшања перформанси замора материјала може се добити добар квалитет површине материјала. У напредним турбинским дисковима мотора и осталим деловима јасно је истакнута потреба за побољшањем воденог млаза.

3. Изгледи за специјалну технологију обраде

Специјална технологија обраде играла је незаменљиву улогу у производњи напредних авионских мотора. Може се рећи да ГГ напредни мотори не могу да се производе без посебне обраде. ГГ куот; Поред тога, постоје нове посебне технологије обраде попут електролитичког брушења, абразивног струјања, јонског снопа и снопа електрона, које се континуирано развијају и примењују на неким универзитетима, истраживачким институтима и предузећима у земљи и иностранству. Сталном појавом нових материјала и нових структура за напредне моторе, оригинална специјална технологија обраде такође се проширила на нове намене. На пример, обрадивост ножева нових материјала на бази никла и алуминијума је врло лоша, док је електролитска обрада врло погодна за обраду и може да удовољи захтевима тачности. Други пример је употреба традиционалних фотографских метода електрохемијске обраде за нову порозну структуру ламината, а појава ултрабрзе ласерске технологије хладне обраде донела је нова решења за обраду рупа од ваздушног филма монокристалних сечива.

Специјална технологија обраде широко се користи у развоју различитих тешко обрадивих материјала и посебних структурних делова, као што су напредна кућишта мотора, интегрални омоти, монокристалне лопатице и композитни материјали, и решила је развојне проблеме. Са брзим развојем напредне технологије мотора, захтеви за производном технологијом су бескрајни, а виши су захтеви за развој посебне технологије обраде и производње. Такође се развија посебна технологија обраде у правцу прецизности, аутоматизације и интелигенције.