航空发动机机匣机械加工变形分析.doc

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1、航空发动机机匣机械加工变形分析摘要：航空发动机是飞机的动力核心部件。航空发动机机匣作为发动机的主要受力部件，其质量对航空发动机有着重大影响。航空发动机机匣的材料多选用钛合金和镍基合金为主，具有难切削、形状复杂、壁薄、易产生变形等特点，这给它的机械加工过程带来了极大的难度。本文将重点分析航空发动机机匣在机械加工过程中影响变形的因素，包括装夹力变形、切削力变形和残余应力变形等。在此基础上，我们分析控制机匣变形的有效措施，包括装夹方法、工艺装备、加工过程、切削参数、走刀路线等。关键词：航空发动机；机匣；变形4航空发动机机匣机械加工变形分析摘要：航空发动机

2、是飞机的动力核心部件。航空发动机机匣作为发动机的主要受力部件，其质量对航空发动机有着重大影响。航空发动机机匣的材料多选用钛合金和镍基合金为主，具有难切削、形状复杂、壁薄、易产生变形等特点，这给它的机械加工过程带来了极大的难度。本文将重点分析航空发动机机匣在机械加工过程中影响变形的因素，包括装夹力变形、切削力变形和残余应力变形等。在此基础上，我们分析控制机匣变形的有效措施，包括装夹方法、工艺装备、加工过程、切削参数、走刀路线等。关键词：航空发动机；机匣；变形4航空已成为各国交通运输的重要工具，尤其是新型冠状病毒期间，为了及时获得急需的医疗物资，航空运

3、输因其快速高效的特点成为各国运送医疗物资的主要交通工具。日常生活中，航空运输也是必不可少的出行交通方式。航空运输在国防和国民经济等诸多领域都担当着非常重要的角色。航空制造业体现了一个国家的科技水平、工业发展水平、军事实力和综合国力等，它关系着一个国家的科技、工业、军事的发展，关系着一个国家的安全，因此，各国对航空制造业都非常重视。飞机上有上万个零部件，每个零部件的制造精度及质量，都会影响整个飞机的性能和安全，航空发动机更是在所有零部件中占有非常重要的地位，它作为飞机的动力核心，为飞机的高速飞行提供强大的动力，被誉为工业皇冠上的明珠。对于飞机来说，发

4、动机就是它的“心脏”，对飞机性能、可靠性、制造成本等都起着决定性的作用。航空发动机机匣是发动机的重要零件之一，它是整个发动机的基座，主要起承力和包容作用。其外形结构复杂，不同的种类的发动机、同一发动机的不同部位，其机匣的结构形状也不尽相同，机匣零件一般是圆筒形或圆锥形的薄壁筒体，如图1所示。近年来，随着航空发动机的性能及设计结构的不断改进和提高，新型发动机不断涌现，与之相配合的机匣零件的材料、结构也提出了更高的要求。越来越多的高强度、难加工的新型复合材料被采用，机匣的结构越来越先进合理、轻巧和紧凑，这就给发动机机匣零件的制造带来了更大的难度。本文接

5、下来将针对航空发动机机匣零件制造过程中影响变形的因素进行分析，并探索控制其变形的具体措施。1制造过程中影响发动机机匣变形的因素机匣从毛坯到加工得到零件的过程中，影响变形的主要因素有以下几方面：1.1发动机机匣的毛坯形变发动机的机匣的工作表面主要为内、外表面，其内表面主要是承载涡轮叶片，外表面需要连接许多附件系统，如冷却、油路系统、各种管路和控制部件等。为了适应工作要求，机匣不仅具有复杂的几何形状，还具有不均匀的壁厚。因此，机匣大多用耐高温合金、高强度钢、钛合金、镍基合金等复合材料制成，毛坯用强度和韧性等综合性能的锻件毛坯、铸造、焊接等方式获得。在锻

6、造、铸造、焊接的过程中，由于壁厚不均匀，毛坯内在弯曲加工过程就会产生内应力，虽然经过热处理及时效处理，但还是会有一定的应力集中。这些内应力在在加工过程中，就会使机匣零件变形。1.2安装装置影响机匣的形变机匣零件的外形复杂，在进行定位安装时一般采用专用的夹具，零件在夹具中正确定位后，要施加一定的夹紧力。发动机机匣属于典型的大型薄壁零件，零件刚度较差，如果安装装置中定位、辅助支承的位置和夹紧力的作用点等计算不精确，在夹紧力的作用下，就会导致机匣端面以及薄壁处发生变形，从而影响机匣的精度。1.3加工过程对影响机匣形变机匣的加工方法一般有车削、铣削、钻削等

7、。首先，由于机匣零件的材料钛合金、镍基合金都是强度高、韧性高的难加工材料，加工余量大，在加工过程中，毛坯的材料去除率达到了70%以上。因此，切削加工时会产生较大的切削力，由于大型薄壁的机匣零件刚度不足，在切削力作用下薄壁处容易产生“让刀”现象。其次，切削过程中还会产生大量的切削热，并伴随有积屑瘤、冷作硬化等现象，这将使零件表面产生一定的表面残余应力。最后，在切削加工过程中，加工部位的尺寸大，一次走刀距离长，刀具受切削力和切削热的影响，会产生一定的变形和磨损，必然会影响刀具的切削性能，使得机匣的不同部位在加工中出现切屑层参数的变化，从而影响机匣零件的

8、变形。因此，切削加工过程会使机匣零件产生一定的加工变形。综上所述，机匣零件的安装、加工、刀具切削性能及残余应力等是影响机匣