航空发动机压气机整体叶盘电解加工技术.pdf

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1、叶盘关键制造技术KEYMANUFACTURINGTECHNOLOGYOFBLADEDDISK航空发动机压气机整体叶盘*电解加工技术张明岐，张志金，黄明涛（中航工业北京航空制造工程研究所，北京100024）[摘要]介绍了整体叶盘电解加工技术的国内外发展及应用情况，重点阐述了高效电解预加工技术及精密振动电解加工技术的工艺路线、参数制定等关键技术问题。还介绍了与叶型加工相关的主要加工方法，包括机械加工、切割加工等。关键词：整体叶盘；电解加工；数控加工DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2016.21.086整体叶盘结构（Blisk）是第四代工技术上，数控机械加工以其高精航

2、空发动机的新型结构件，其采用整度、高可靠性、高度自动化、快速响体设计，将工作叶片和轮盘做成一应的优势，已成为整体叶盘的首要体，没有连接用的榫头、榫槽以及锁制造技术。有代表性的是美国GE紧装置，使零件数目大大减少。整体和P&W公司、英国R-R公司等在研叶盘的采用减轻了发动机风扇、压气制整体叶盘时,均采用了国际上最[3]机、涡轮转子的重量，消除了盘片分先进的五坐标数控加工技术。采离式叶盘中气流在榫根与榫槽间缝用的软件是ConceptsNREC公司推[4]隙中逸流造成的损失，提高了发动机出的MAXCAM系统。近年来，国工作效率；避免了榫头、榫槽连接部外针对数控自适应加工技术开展了位的损伤而导致

3、的隐患，提高了发动大量研究工作。如美国GE、英国[1]机工作的安全可靠性。在整体叶Delcam等公司通过对工件的在线测盘的制造中，由于其几何结构复杂、量，快速判断工件形状和余量分布，张明岐材料切削困难、加工去除比高，加工并根据理论数模与检测数据重构的中航工业基础院电加工技术首席变形控制困难、加工效率低、加工成数模进行比较分析，自动进行加工装专家，现为北京航空制造工程研究所电[5]加工专业技术带头人，全国电化学加工本高等已成为世界级的技术难题，其夹定位。委员会副主任。长期从事电化学加工制造技术成为许多发达国家研究的采用特种加工实现关键部位的工艺与装备技术研究工作，在高频窄脉重点，近年来开始

4、快速发展。加工，实现多工艺综合制造，是整体冲电解加工、电液束优质小孔加工、精[6]叶盘制造技术发展的大趋势。电密振动电解加工技术等领域做出了突国内外整体叶盘制造技术发展解加工（ECM）作为一种高效成形方出的成绩。近年来主持研究的多项技术成果推进了国内特种加工技术应用，国外航空发动机压气机整体叶法，在叶片加工中已广泛应用。早成为航空、航天、兵器等军工领域优质盘制造路线一般为精锻毛坯+精密在20世纪80年代，美国GE公司就制孔、复杂结构加工等工艺的重要技术加工或焊接毛坯+精密加工等。从开始采用电解加工了T700、GE37/支撑。整体毛坯到零件的制造过程中,材YF120、F414等发动机整体叶

5、盘，[2]*基金项目：国家自然科学基金(11502037)。料切除率最大超过了90%。在加实现了整体叶盘叶型及流道部分的86航空制造技术·2016年第21期叶盘关键制造技术KEYMANUFACTURINGTECHNOLOGYOFBLADEDDISK粗、精加工，叶型加工精度达到了究，实现了数字化检测、模型重构及造件。材料难加工、叶间通道狭长、±0.1mm。与数控铣削相比，加工时配准、装夹定位及余量优化、数控加开敞性差等因素制约了传统机械加间减少了50%~85%，同时还避免了工等数字化制造领域多项技术的有工的效率和经济性。国内整体叶盘[1]在叶片加工中产生的残余应力。机集成，已成为整体叶盘复

6、合制造工的粗加工主要采用机械开槽和电解[10]美国TeleflexAerospace公司将五坐艺背景下的一种系统解决方案。加工的方法。整体叶盘从毛坯到最标数控电解加工技术成功应用于加在电解加工技术上，国内有北京终成形,材料的去除比可高达90%,工去除比更高的大型整体叶盘加工，航空制造工程研究所、南京航空航其中绝大部分去除量产生在叶盘通[2]其生产线专门为GE、R-R和P&W天大学等单位长期进行持续的系统道的粗加工阶段。因此，整体叶盘等公司加工大尺寸整体叶盘。荷兰研究。南京航空航天大学从20世纪的粗开槽加工效率是能否大量缩短PhilipsAerospace公司采用电解加工80年代，电解加工

7、技术上取得了“直加工周期的的关键环节，为了给最终直径达1.1m的整体叶盘，用于联合线刃”阴极数控展成电解加工、成形的精加工预留较少的余量。机械加攻击机（JSF）的F136发动机中，是或近成形阴极柔性电解加工的显著工开槽由于去除量大，刀具优化空间[7][11-12]目前军机中最大的整体叶盘。德成果。近年来，南京航空航天大有限，导致加工周期长、成本高，这一国TeleflexAerospace采用电解加工学利用多轴数控电解加工技术，解决点