航空发动机叶片

航空发动机叶片
航空发动机叶片

航空发动机叶片制造及装备项目项目申请报告

青岛中联航空科技有限公司

2014.10

目录

第一章项目的意义及必要性 (1)

1.1项目承担单位及产品介绍 (1)

1.2国内外现状及技术发展趋势 (1)

1.3对产业发展的作用与影响 (4)

1.4市场分析 (7)

1.5与国家高技术产业化专项总体思路、原则、目标等关联情况 . 11 第二章项目的技术基础 (13)

2.1成果来源及知识产权情况 (13)

2.2已完成的研究开发工作 (14)

2.3工艺技术方案 (15)

2.4技术或工艺特点以及与现有技术或工艺比较所具有的优势 (19)

2.5企业认证 (20)

2.6后续产品研发及企业可持续发展 (20)

第三章项目建设方案 (21)

3.1产品方案及建设规模 (21)

3.2设备选型 (21)

3.3工程建设方案 (24)

3.4公用及配套设施 (29)

第四章项目投资 (31)

4.1投资估算编制依据及说明 (31)

4.2总投资估算 (31)

4.3资金筹措 (32)

第五章环境保护 (39)

5.1环境状况 (39)

5.2环境保护设计依据 (39)

5.3项目建设过程中对周围环境的影响及采取的措施 (39)

5.4项目建成后对周围环境的影响及采取的措施 (41)

5.5环境影响评价批复 (42)

第六章资源综合利用与节能 (43)

6.1设计依据和标准 (43)

6.2资源综合利用 (43)

6.3能耗指标 (46)

第七章原材料供应与外部配套条件 (47)

7.1原材料供应条件 (47)

7.2外部配套条件 (47)

第八章项目法人基本情况 (51)

8.1项目承担单位情况介绍 (51)

8.2股东构成及介绍 (51)

8.3项目协作单位基本情况 (52)

8.4项目承担单位法定代表人介绍 (55)

8.5项目主要技术研发人员介绍 (55)

第九章经济效益分析 (57)

9.1经济分析依据 (57)

9.2经济分析内容的选择 (57)

9.3财务评价基础数据的确定 (57)

9.4财务评价指标的计算 (58)

9.5不确定性分析和风险分析 (60)

9.6经济分析综合结论 (60)

第十章项目招投标 (62)

10.1项目招投标 (62)

10.2项目招标内容 (62)

附表:

一、经济评价附表

二、招标事项核准意见表

附件:

一、企业法人营业执照

二、高新技术企业认证证书

三、发明专利申请受理通知书

四、国有土地使用权出让合同和证明及勘测成果表

五、环评报告及审批意见

六、自有资金证明

七、银行贷款承诺函

八、配套资金证明

九、与中国一航红原航空锻铸工业公司合作协议

十、与西北工业大学合作协议及西北工业大学技术成果获奖证书

十一、某某航空科技有限公司叶片深加工生产线建设项目入区批复十二、备案确认书

十三、企业财务报表

十四、企业对项目资金申请报告内容和附属文件真实性负责的声明十五、国家发展改革委关于建设某某阎良国家航空高技术产业基地的批复

十六、陕西省人民政府办公厅关于成立陕西省某某阎良国家航空高

技术产业基地建设领导小组的通知

十七、某某市机构编制委员会关于成立某某阎良国家航空高技术产业基地管委会的通知

十八、商务部、科技部关于认定陕西省阎良国家高技术产业基地出口创新基地的函

十九、陕西省人民政府关于调整陕西省某某阎良国家航空高技术产业基地建设领导小组组成人员的通知

二十、国家发展和改革委办公厅关于陕西省某某阎良国家航空高技术产业基地“十一五”产业发展规划的复函

附图:

一、项目区域位臵图

二、某某阎良航空高技术产业基地控制性详细规划用地规划图

三、厂区平面效果图

四、项目总平面布臵图

五、机加工厂房立面图

六、机加工厂房剖面图

七、机加工厂房平面图

第一章项目的意义及必要性

1.1 项目承担单位及产品介绍

1、项目承担单位

青岛中联航空科技有限公司

2、产品介绍

以航空发动机叶片数字化精加工为基础(目标),从汽轮机叶片数字化精加工起步,开展航空发动机叶片和汽轮机叶片等各种型号叶片的精加工生产。通过先进的数字化手段和制造工艺,提高叶片生产质量,实现高技术起点的叶片专业化和规模化生产。

1.2 国内外现状及技术发展趋势

1.2.1 国外现状

航空发动机叶片制造及其相关技术属西方国家对我国严密封锁的核心技术之一,我国对国外航空发动机叶片数字化生产线仅仅能够收集到一些概要性的资料。从收集的资料看,世界各主要航空发动机生产厂商已经普遍将数字化制造技术应用于航空发动机叶片生产线中,并取得了非常好的效果,如以色列BTI公司、美国P&W公司均已建成集成化程度较高的应用于叶片生产过程中的CAD/CAE/CAPP/CAM/CAT集成化生产系统。

国外数字化叶片精加工生产线普遍采取了以下策略:

1、在叶片的精加工中,广泛采用数控加工技术实现叶片的精加工,其型面尺寸精度普遍比手工抛磨提高4个等级以上,并且每批叶片一致性好,利于装机,生产效率高,叶片安全性、寿命等得到大幅提高。

2、降低企业成本,改善资本收益率。推行企业精益化,推进数字化工程,降低生产成本。通过企业流程再造(BPR)、产品全生命周期管理(PLM)等解决方案实现。

3、控制项目节点、缩短产品交货期。加快设计流程,直接根据定单设计;制造外包,企业伙伴协同,通过集成和整合来完成整个产品的生产制造。

国外航空发动机叶片数字化生产线的实践表明,精益生产方式(LP)是适合多品种、大批量叶片制造生产线的最佳生产管理模式;产品生命周期管理(PLM)是航空发动机数字化信息集成的理想模式;协同及数字化制造能够解决叶片制造过程的瓶颈。

1.2.2 国内现状

围绕航空发动机叶片数字化精加工生产线,国内相关企业、部分科研院所、高校开展了卓有成效的工作,但是与国外先进企业相比还存在很大差距。由于涵盖叶片全过程制造生产线的构建非常复杂,包括模具设计、精锻和精铸工艺、数控加工、数字化检测等,国内部分制造企业还处于初期建设阶段,其生产效能还没有发挥出来。对于航空发动机叶片精加工生产线,我国航空制造企业已经有较成熟的生产线,但随着数字化技术的广泛应用,目前还没有成熟、完善的数字化生产线,还存在系统集成化程度差、协同能力弱等多方面问题,其主要表现在以下几个方面:

1、叶片精加工能力不足

目前航空发动机叶片和汽轮机叶片市场需求非常巨大,国内企业现有的叶片精加工生产线远远不能满足生产需求,建设新的叶片精加工生产线迫在眉睫。

2、现有叶片生产线生产布局不合理

由于历史原因,企业现有的叶片生产线布局、分工不尽合理,如混线生产、厂房交叉布局等,使叶片生产线布局缺乏系统性和合理性,难以充分发挥效益。

3、现有叶片生产线整体技术水平不高

由于生产布局的限制,较多的数控和关键设备难以按照叶片的最佳工艺流程及先进生产管理技术要求布臵生产线,不能充分发挥效能。同时叶片加工中的工序检验手段落后,无法快速定量地进行叶片检验。工序周转频繁,对叶片的质量和生产效率影响严重。

4、现有叶片生产线组织管理方式不能适应市场变化的要求

国内企业现有的生产组织管理模式以劳动分工和职能专业化为基础,各部门的专业化程度较高,这种组织形式适合于市场相对比较稳定的环境,而在当今市场需求多变的情况下,则显现出很大的不适应性。生产组织环节冗长、效率低。各生产部门缺少必要的信息共享、沟通与协同手段,造成各部门工作重叠、不一致性和低效率等问题。

5、传统的信息管理机制与“孤岛”管理系统已经成为制造信息集成的瓶颈

目前在发动机叶片制造过程中零散地使用了成熟单元软件进行叶片的工艺设计、工装设计、工艺仿真、数控加工、质量控制、性能检测等方面的工作,但是,各个应用单元软件之间由于异构性而各自为政,难以实现叶片制造过程中的数据从工艺设计、工艺路线规划到加工生产、性能检测的总体集成,导致制造过程中出现信息不畅或滞塞,制造数据流无法贯通叶片制造检测的全过程。

因此,基于先进的管理思想、先进的数字化手段和先进的制造工艺,建设高起点的航空发动机叶片数字化精加工生产线,并有效地与现有的航空发动机研制生产基地配套势在必行,它对于满足航空发动机产品市场对叶片的需求具有重要意义。

1.2.3 技术发展趋势

叶片是航空发动机中非常关键的一类典型零件,其份额是整台航空

发动机的1/4,航空发动机含盘、轴、叶片、机匝四大部件,其中叶片数量最大。以XX型发动机为例,有21级盘、4个轴+1个中介轴、9个机匝、3300多个叶片。同时叶片作为发动机中数量最大的一类零件,其制造效率直接影响到发动机整体的制造效率,而叶片的制造品质直接影响到发动机的性能与寿命。对叶片毛料后续精加工采用数字化技术,已成为当今世界发动机叶片制造手段的潮流与方向。航空发动机叶片还具有种类多、数量大、形面复杂、几何精度要求高等特点。

随着航空工业的发展,今后对于发动机叶片的研制更加重要。为提高发动机的性能、降低发动机的耗油率,就要提高发动机压气机的压缩比,提高燃气温度,这样就必须提高叶片本身的耐热度,因此,新研制的发动机叶片,尤其是涡轮叶片要求以高温合金(Ni基或Co基合金),并辅以高冷却、深根冷却等办法,国外现在正发展陶瓷材料或复合材料为基的空心叶片。为降低航空发动机的耗油率,在发动机的设计上发展了涡轮风扇发动机等双转子发动机。国外更新一代的发动机则使用两级风扇、三转子发动机,以降低耗油率。由于风扇叶片的性能要求高,叶片均设计成大扭角、宽叶展、带阻尼台的叶片。上述航空发动机技术上的进步,对叶片的加工技术提出了更高的要求,以往以手工抛磨来完成叶片型面加工的方法已不能满足要求,取而代之的则是采用数控加工生产线来完成叶片的加工。因此,高效数控技术和数字化集成技术的应用已成为叶片精加工生产线建设的核心技术。

1.3 对产业发展的作用与影响

1.3.1 对我省装备制造业的发展具有积极促进作用

装备制造业是为国民经济发展和国防建设提供技术装备的基础性产业,其整体能力和水平决定着一个国家或地区的经济实力和综合实力。大力振兴装备制造业,是加速推进工业化、建设现代化经济强国的

根本要求,是树立和落实科学发展观、提升国民经济产业化水平的现实需要,是实现国民经济可持续发展的战略举措。

陕西省装备制造业地处西部大开发三大主轴线之一“西陇海兰新”东段,承东启西,贯通南北,区位优势明显,是国家已经形成的具有区域特色的装备制造业基地和产业集群之一,在全国占有十分重要的地位,振兴装备制造业,是发挥我省产业优势,建设西部经济强省的必然选择。为贯彻国务院?关于加快振兴装备制造业的决定?,加快我省装备制造业发展,省政府制定了?加快振兴装备制造业,建设国家制造业基地的意见?和?陕西省装备制造业“十一五”发展规划?,提出“十一五”期间将把重点放在具有优势的飞机制造、航天动力、输配电设备、汽车制造、数控机床、工程机械、电子通信和专用设备制造领域,实现率先突破发展。最近,国家大型运输机项目正式立项并落户某某,叶片技术的突破为发展大飞机提供了一定的基础。

叶片是航空发动机、压缩机、轴流式风机、燃气轮机等工业用涡轮机的关键零件,广泛应用于能源电力、轨道交通、石化、国防军工等领域。叶片制造的水平体现着一个国家制造业中冶金材料、加工装备、设计与工艺技术的综合水平。本项目实施将全面整合企业现有资源,发挥企业优势,建设专业叶片制造、销售和服务企业,带动我省装备制造业的快速发展。

1.3.2 有利于提高叶片生产行业的总体水平

航空发动机是航空工业的基础,体现着一个国家的机械制造水平。随着我国经济的高速稳定发展,特别是航空工业的发展,航空发动机行业产品出现了供不应求的局面。伴随着国际航空产业的发展,我国航空发动机叶片的进出口业务也有所增长,但由于在高端技术上我国与外国的大公司有着较大的差距,产品技术已成为制约我国航空发动机产品发

展的一个瓶颈,因此只有在技术水平及制造工艺上不断创新,才能在日趋激烈的竞争中占有一席之地。而叶片是航空发动机的核心部件之一,航空发动机效率的高低,很大程度上取决于叶片型面的设计和制造水平,叶片的设计、制造能力是衡量研发能力的重要标志,叶片机械加工工作量大,精度要求高,结构复杂,制造成本高。国内外都非常重视叶片制造技术的发展。

目前,国内中国一航红原航空锻铸工业公司是生产叶片毛坯的专业大厂。该企业已开发出30多种规格60多个型号的航空发动机、汽轮机叶片系列产品。其生产的叶片不仅在质量上可与进口叶片相媲美,而且在价格上更具有无可比拟的优势,从而为国家节约了大量外汇,在此基础上,又以质量和价格优势成功进入了国际市场。西北工业大学是国内最先开展数字化工艺和制造的研究单位之一,在航空发动机的数字化工艺和数字化制造、人工智能、专家系统技术应用等方面都作了大量的探索研究,并取得了一批先进的技术成果。作为红原航空锻铸工业公司和西北工业大学的协作企业,某某航空科技有限公司将借助它们的技术基础,引进先进的技术资源,生产精品叶片,实现叶片精加工生产的专业化和产业化。因此,本项目的实施对叶片生产行业的技术水平提高具有促进作用。

1.3.3 对我国国防工业及国民经济的发展具有积极促进作用

航空发动机是飞机的心脏,而叶片是发动机中的重要构件,发挥着极其重要的作用。本项目生产的叶片可广泛应用于航空发动机中。同时叶片也是汽轮机、燃汽轮机、压气机、鼓风机的核心零件,在国家的基础设施建设中,电力工业是先期发展的行业之一,而汽轮机、燃汽轮机、压气机、鼓风机是电力工业发展的主要产品。汽轮机成品叶片是属技术含量极高的高附加值产品,它不仅表现为曲面复杂、扭角大、成型难,

加工需4坐标以上加工中心,而且材料多为不锈钢和钛合金。因此国内可制造汽轮机叶片锻造和机械加工的企业甚少。

本项目的技术可在汽轮机、燃汽轮机、压气机、鼓风机的叶片精加工中推广,发展目标是建成国内一流的叶片精加工高技术专业化企业。因此,本项目的实施可进一步促进我国国防工业及国民经济的发展。1.4 市场分析

1.4.1 产品市场定位

以航空发动机叶片数字化精加工为基础,从汽轮机叶片生产和航空发动机叶片试制起步,建设叶片精加工生产线,开展各种型号航空发动机叶片和汽轮机叶片的数字化精加工业务。

1.4.2 市场预测及分析

1、市场容量分析

航空发动机和汽轮机市场的发展与航空工业和电力工业的发展同步。近年来,我国航空工业和电力工业快速发展,使得航空发动机和汽轮机设备的用量迅速扩大,叶片作为这些设备的核心零件,其市场需求量也随之增加。

⑴航空发动机叶片需求

国际上,根据波音公司预测,到2025年,市场将需要新增约2.72万架民用飞机(客机和货机),全球机队规模将翻一番。波音公司认为,未来20年内,航空公司需要的飞机数量大致如下:3450架支线机(90座及以下);16540架单通道飞机(100-240座,两级客舱布局);6230架双通道飞机(200-400座,三级客舱布局);990架747及更大型飞机(400座以上,三级客舱布局)。到2025年,新增飞机和原有飞机将使全球民用机队飞机总数达到近3.6万架。据国际预测公司/DMS对世界通用飞机市场的预测,到2012年,世界通用飞机制造商将交付18633

架活塞和涡桨类飞机。

我国民用航空运输市场的快速发展将对民用飞机产生巨大需求,预计到2023年,我国客货运输飞机拥有量将达到2769架,其中货机396架,客机2373架,100和100座以下支线客运飞机机队数量将有一个较大的增长,总量将达到754架;因运量增长产生的需求和现有飞机的退役,我国民航今后20年内共需要补充2194架客机。按座级划分为400座级68架,300座级208架,200座级277架,150座级723架,110座级213架,支线飞机705架。2003年5月,我国颁布了?通用航空飞行管制条例?,我国通用飞机市场逐渐放开。截至目前,我国已拥有通用飞机570架,与1995年相比,通用航空飞机总量净增了27.3 %。而与我国作为世界第二航空运输大国的地位相比,通用航空发展仍然相对滞后。同为发展中国家的巴西,其通用航空飞机的数量超过了10万架,约为航班飞机数量的26倍;而我国在飞的通用飞机数量仅仅与航班飞机数量持平。美国通用航空制造商协会国际事务副理事长爱德华〃史密斯说,虽然与高速增长的民用航空市场比较,中国的通用航空市场仍然比较落后,但未来的发展潜力巨大。有关专家预测,到2020年,中国通用航空飞机将超过1万架。

巨大的国际、国内航空市场使航空发动机的需求量迅速扩大,航空发动机叶片作为航空发动机的关键零件的需求量也变得十分可观。

⑵汽轮机叶片市场需求

随着国家“十五”规划的全面启动和西部大开发战略中“西电东送”工程的实施,一系列大型电力建设项目如龙滩、小湾、三峡右岸、瀑布沟、溪络渡、向家坝和一批大型火电项目相继开工,使电力设备市场需求强劲。2005年我国新增装机容量为6840万千瓦,增长率为15.74 %,2006年达到6000万千瓦,增长率为11.92 %。预计到2010年电力设备

装机总容量将达到4.5亿千瓦(考虑安排停运拆除3000万千瓦左右小火电机组)。而到2015年,按年增加2000万千瓦计,总装机容量将达到5.5亿千瓦,装机速度将居世界各国的前列。目前世界上主要汽轮机制造商都在关注和参与中国这个大市场的发展。

除航空发动机叶片和汽轮机叶片以外,烟机、鼓风机、压气机等叶片市场也十分可观。

2、市场供应分析

目前,我国只有毗邻某某阎良国家航空高技术产业基地的中国一航红原航空锻铸工业公司能够生产航空发动机、汽轮机大叶片毛坯,而叶片的精加工厂家主要在东北和东南地区,如东方汽轮机厂和哈尔滨汽轮机厂。由于生产和精加工处于两地,运距远,造成成本高、运输不便,不能及时满足市场需求。为降低成本,更方便快捷地为用户服务,直接向客户提供成品叶片,红原航空锻铸工业公司与本项目承担单位某某航空科技有限公司合作,委托某某航空科技有限公司在阎良当地对叶片进行精加工。

3、目标市场分析

⑴国内航空发动机叶片

巨大的国际、国内航空市场使航空发动机的需求量迅速扩大。通过对红原、430、410、新艺、安大等航空发动机叶片制造企业的分析,今后我国航空发动机叶片年产值在40亿元左右,其中叶片精加工费用约占30%,即叶片精加工产值为12亿元。目前,国内多数航空发动机厂家叶片精加工能力都受到产能的限制,并随着新发动机制造及维修的需求扩大而日益突出,建立叶片精加工的外协生产模式已成为趋势。以红原为例,目前已实现叶片精加工的100%外协。因此,对于国内整个航空发动机叶片精加工业务,目前保守估计按10%的外协量计算,即市场

价值在1.2亿元左右。本项目承担单位按占国内叶片精加工外协市场的20%计算,将获得年产值2400万元的航空发动机叶片精加工任务。

⑵国内汽轮机叶片

目前,我国只有毗邻某某阎良国家航空高技术产业基地的中国一航红原航空锻铸工业公司能够生产航空发动机、汽轮机大叶片毛坯,而叶片的精加工厂家主要在东北和东南地区,如东方汽轮机厂和哈尔滨汽轮机厂。由于叶片毛坯生产和精加工处于两地,运距远,造成成本高、运输不便,不能及时满足市场需求。为降低成本,更方便快捷地为用户服务,直接向客户提供成品叶片,红原与本项目承担单位某某航空科技有限公司合作,委托某某航空科技有限公司在阎良当地对叶片进行精加工。

按红原航空锻铸工业公司承担的汽轮机叶片任务分析,2006年生产叶片毛坯3.5万件,总产值1.2亿元,用户需求成品叶片占总量的40%左右,而叶片精加工价值与毛坯价值基本相同。作为红原航空锻铸工业公司的战略合作单位,本项目承担单位仅加工该公司的叶片毛坯就可实现年产值4800万元,并存在进一步扩展的空间。

⑶国内其他民用机械叶片

除航空发动机叶片和汽轮机叶片以外,烟机、鼓风机、压气机等叶片市场也十分可观。

⑷国际航空发动机叶片

红原航空锻铸工业公司与国际著名发动机厂家(如:美国波音、英国罗罗、法国宇航、日本东芝、德国西门子等公司)已有的合作基础,获得国外航空发动机厂家的生产许可认证。本项目承担单位借助红原航空锻铸工业公司已经与罗罗公司进行接触,洽谈合作意向,今后承担国际航空发动机叶片的精加工业务。

综上所述,不考虑国内其他民用机械叶片和国际航空发动机叶片的精加工业务,本项目承担单位在国内航空发动机叶片和国内汽轮机叶片的年产值为7200万,考虑到生产线建立之初的产能限制,按照完成4500万的产值计算,并按照2500元/叶片平均加工费核算,本项目建成后正常年可达到年加工1.8万片叶片精加工能力。

4、进入市场方式

对于汽轮机叶片精加工市场,借助红原航空锻铸工业公司的行业基础和西北工业大学的技术支持,项目承担单位生产线建成后直接投入生产。启动产品主要为851 mm-1200 mm的汽轮机叶片。

由于航空发动机叶片精加工技术门槛高,故企业拟采取先易后难(先静叶片、后动叶片,先低温叶片、后高温叶片,先实心叶片、后空心叶片)、先国际后国内的方式和步骤进入市场。所谓“先易后难”是指首先开展不锈钢(占1/3)和钛合金(占2/3)静叶片的精加工,2至3年后,再生产高温合金叶片和动叶片,达到以加工航空叶片为主的专业化企业的目标。所谓“先国际后国内”是指借助红原航空锻铸工业公司与国际著名发动机厂家(如:美国波音、英国罗罗、法国宇航、日本东芝、德国西门子等公司)已有的合作基础,获得国外航空发动机厂家的生产许可认证,目前某某航空科技有限公司已经与罗罗公司进行接触,洽谈合作意向。

1.5 与国家高技术产业化专项总体思路、原则、目标等关联情况

本项目结合航空发动机叶片数字化生产线的具体工程需求,以围绕叶片数字化精加工生产线的基础管理平台,制定优化的制造流程,建立数字化信息集成平台,集成制造单元技术等方面指导项目实施。一方面解决航空发动机叶片数字化精加工生产线建设的主要技术问题,形成解决航空发动机研制和生产的专业化叶片精加工配套企业;另一方面逐步

将生产线应用到其它叶片产品,如汽轮机等产品的叶片精加工中。本项目的实施符合国家相关的产业政策。

1.5.1 符合?国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)?的产业发展方向

?国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)?中把制造业列为国民经济的支柱产业。明确指出我国是世界制造大国,但还不是制造强国。存在制造技术基础薄弱,创新能力不强;产品以低端为主;制造过程资源、能源消耗大,污染严重等问题。重点扶持和发展用高新技术(如数字化和智能化设计制造)改造和提升制造业,大力推进制造业信息化,积极发展基础原材料,大幅度提高产品档次、技术含量和附加值,全面提升制造业整体技术水平,为军工行业配套关键材料及工程化等。本项目在产业方向上符合该规划纲要的规定。

1.5.2 符合国家相关发展规划

“十一五”期间,依据?国家高技术研究发展计划(863计划)“十一五”发展纲要?,863计划先进制造技术领域以瞄准先进制造技术发展的前沿,结合国民经济和国防建设的重大需求,从提高设计、制造和集成能力入手,研究先进制造的关键技术、单元产品与集成系统为指导思想。以推进制造业信息化、自动化,发展节能、降耗、环保、高效制造业,用高新技术和先进适用技术改造制造业,整体提升我国先进制造技术的研发水平、自主创新能力和产业化为主要目标。本项目在技术路线上符合该发展规划的规定。

第二章项目的技术基础

2.1 成果来源及知识产权情况

本项目产品根据业主需求及要求,生产加工技术采用某某航空科技有限公司自主研发的“弧线形叶片铣削工艺”技术和西北工业大学授权使用的研究成果。

2007年4月9日,“弧线形叶片铣削工艺”已向国家知识产权局申请发明专利,申请号为200710018024.X(详见附件)。专利权人为本项目承担单位某某航空科技有限公司。

在叶片精加工数控加工技术、叶片数字化精加工生产线等技术方面,该公司与西北工业大学签订了合作协议(详见附件),以西北工业大学为技术依托,利用其在该领域所取得的技术成果指导项目生产线的建立和运营。西北工业大学在该领域的技术及成果如下:

面向PLM的快速工艺准备技术;

航空发动机协同设计制造技术应用;

基于STEP-NC的CNC系统与面向高速加工的航空数控加工技术;

飞机数字化工艺设计与数字化制造技术;

航空工艺设计与制造软件工程化技术;

飞机结构件CAD/CAPP/CAM集成系统应用技术;

基于知识的工艺研究与开发技术;

基于三维CAD的集成化CAPP系统;

基于知识融合的快速工艺决策系统研究和开发;

CAPP系统及其制造数据管理技术;

CAPP与数字化制造管理软件—CAPPFramework;

飞机制造工艺信息系统关键技术研究及工程应用,国防科学技术工业委员会科学技术成果鉴定证书,国防科签字[2006]第55号;

基于微机环境的集成化CAPP应用框架与开发平台(CAPPFramework),科学技术成果鉴定证书,陕科签字[2000]第081号;

集成化CAPP应用框架与开发平台CAPPFramework,陕西科学技术奖,一等奖,2001-2002年度;

数控刀具智能化CAPP系统,航空科技进步奖,三等奖,1998年度;

飞机结构件FA-CAD/CAPP/CAM系统开发与应用,航空科技进步奖,二等奖,1996年度;

基于知识的CAPP开发平台,计算机软件著作权,2004SR04507;

基于国产DBMS的工艺信息系统,计算机软件著作权,2004SR11384;

网络化CAPP系统,计算机软件著作权,2003SR12580;

基于WebService的CAPP集成系统,计算机软件著作权,2005110250。

2.2 已完成的研究开发工作

该公司从成立起就定位于叶片的数字化精加工,聘请原中国一航某某航空发动机公司(430厂)副总经理、研究员级高工、享受政府特殊津贴的专家陈知立先生任公司总工程师,成立了由陈知立先生牵头,西北工业大学贾晓亮博士及公司管理与技术人员张彦林、李岩、田锡天等参加的课题组,开展叶片加工工艺的研究设计、数控程序的设计、数字化测试技术、数字化管理技术等研究开发工作。

截至目前,该公司已购臵和租用一批叶片数字化加工设备,开展叶片精加工业务,现已完成XX型号航空发动机叶片和851-1200 mm汽轮机叶片的加工工艺设计,并已生产出合格的汽轮机叶片产品和航空发动机叶片试制品。其中汽轮机叶片已由红原航空锻铸工业公司交付用户使用,实现加工收入975万元。航空发动机叶片已经通过430厂测试,并正在申请新时代公司军品生产许可证。

2.3 工艺技术方案

2.3.1 技术目标

本项目的技术目标是为航空发动机叶片数字化精加工生产线提供一套完整的技术方案,包括:

1、建设一条叶片精加工数字化制造生产线。项目研究结合叶片精加工生产线的具体工程需求展开,为配套企业航空发动机叶片制造提供支持,解决发动机叶片精加工生产的瓶颈问题。

2、围绕“制造流程重组、生产过程管理、信息集成平台、制造单元技术”四个方面展开。“制造流程重组”研究引入精益管理思想和国内外叶片生产线实践经验;“生产过程管理”研究为叶片生产线生产运行提供物理集成平台;“信息集成平台”解决叶片生产线的制造过程数据集成和协同数据交换的技术瓶颈;“制造单元技术”解决叶片在数字化工艺、高质高效加工技术和检测方面的技术瓶颈。

3、突破“叶片精加工制造流程设计与数字化定义、叶片数字化精加工生产线先进生产布局规划、叶片数字化精加工生产线生产过程管理技术研究、叶片零件数字化工艺技术、叶片零件制造检测一体化技术”等五项关键技术。突破航空发动机叶片数字化精加工生产线建设的主要技术瓶颈环节,为航空发动机叶片数字化协同制造生产线建设提供一套完整的技术解决方案。

2.3.2 工艺方案

航空发动机叶片按使用功能可分为转子叶片和定子叶片。就其工作特性又可分为风扇叶片、压气机叶片、涡轮叶片。由于其在发动机内的位臵不同和工作状态不同又有其不同的技术要求和制造工艺。

转子风扇叶片和压气机叶片在发动机前部,温度相对较低,为减轻发动机重量,因此多用铝合金及钛合金做成。但由于风扇叶片空气流量

航空发动机原理与构造复习题

一、选择题 1.燃气涡轮发动机的核心机包括 C 。 A.压气机、燃烧室和加力燃室B.燃烧室、涡轮和加力燃室 C.压气机、燃烧室和涡轮D.燃烧室、加力燃室和喷管 2.在0~9截面划分法中,压气机出口截面是 B 。 A.1—1截面B.3—3截面C.4—4截面D.6—6截面 3.在0~9截面划分法中,燃烧室出口截面是。 C A.1—1截面B.3—3截面C.4—4截面D.6—6截面 4.发动机正常工作时,燃气涡轮发动机的涡轮是_____B____旋转的。 A.压气机带动B.燃气推动 C.电动机带动D.燃气涡轮起动机带动 5.气流在轴流式压气机基元级工作叶轮内流动,其_____C____。 A.相对速度增加,压力下降B.绝对速度增加,压力增加 C.相对速度降低,压力增加D.绝对速度下降,压力增加 6.气流在轴流式压气机基元级整流环内流动,其____C_____。 A.相对速度增加,压力下降B.绝对速度增加,压力增加 C.相对速度降低,压力增加D.绝对速度下降,压力增加 7.气流流过轴流式压气机,其____C_____。 A.压力下降,温度增加B.压力下降,温度下降 C.压力增加,温度上升D.压力增加,温度下降 8.轴流式压气机基元级工作叶轮叶片通道和整流环叶片通道的形状是____C_____。A.工作叶轮叶片通道是扩散形的,整流环叶片通道是收敛形的 B.工作叶轮叶片通道是收敛形的,整流环叶片通道是扩散形的 C.工作叶轮叶片通道是扩散形的,整流环叶片通道是扩散形的 D.工作叶轮叶片通道是收敛形的,整流环叶片通道是收敛形的 9.轴流式压气机基元级工作叶轮和整流环的安装顺序和转动情况是_____B____。A.工作叶轮在前,不转动;整流环在后,转动 B.工作叶轮在前,转动;整流环在后,不转动 C.整流环在前,不转动;工作叶轮在后,转动 D.整流环在前,转动;工作叶轮在后,不转动 10.轴流式压气机基元级工作叶轮和整流环的安装顺序和转动情况是_____B____。A.工作叶轮在前,不转动;整流环在后,转动 B.工作叶轮在前,转动;整流环在后,不转动 C.整流环在前,不转动;工作叶轮在后,转动 D.整流环在前,转动;工作叶轮在后,不转动 11.多级轴流式压气机由前向后,____A_____。 A.叶片长度逐渐减小,叶片数量逐渐增多 B.叶片长度逐渐减小,叶片数量逐渐减小 C.叶片长度逐渐增大,叶片数量逐渐增多 D.叶片长度逐渐增大,叶片数量逐渐减小 12.涡轮由导向器和工作叶轮等组成,它们的排列顺序和旋转情况是___A_____。A.导向器在前,不转动;工作叶轮在后,转动 B.导向器在前,转动;工作叶轮在后,不转动

航空发动机涡扇叶片及其成形工艺

航空发动机涡扇叶片及其成形工艺 涡扇发动机具有耗油率低、起飞动力大、噪音低和迎风面积大等特点。60年代中期,它只应用于客机和轰炸机,当时人们普遍认为,它很难在高速歼击机上应用。自70年代以来,带加力的高推比涡扇发动机的相继问世,使战斗机的性能提高到了一个新的水平,从而彻底改变了人们对涡扇发动机的偏见。90年代中期,又为第四代战斗机成功研制了推重比10带加力的涡扇发动机。与此同时,为满足发展巨型、远程运输机、宽机身客机的需要,国外先进的发动机厂家又研制成功了大推力、低耗油率、大流量比的涡扇发动机。时至今日,涡扇发动机已是应用数量最多、范围最广和最有发展前景的航空发动机。 风扇叶片是涡扇发动机最具代表性的重要零件,涡扇发动机的性能与它的发展密切相关。初期的风扇叶片材料为钛合金,具有实心、窄弦、带阻尼凸台结构。现今,风扇叶片在材料、结构方面已改进许多。为了增强刚性,防止振动或颤振,提高风扇叶片的气动效率,用宽弦结构代表了窄弦、带阻尼凸台结构;为了减轻重量,用夹芯或空心结构取代了实心结构;为了增大流量比,提高大推力涡扇发动机推进效率,风扇转子直径已增大到了3242mm,风扇叶尖速度已高达457m/s。而这些材料新、叶身长、叶弦宽、结构复杂的风扇叶片的成形工艺是非常复杂的。因此,风扇叶片的成形工艺始终是涡扇发动机的关键制造技术之一。 1早期风扇叶片 早期风扇叶片为大尺寸实心结构,为防止共振及颤振,它的叶身中部常带有一个阻尼凸台(又称减振凸台)。所有叶片的凸台连成一环状,既增强了刚性又改变了叶片固有频率,减小了叶根弯曲和扭转应力。阻尼凸台接合面喷涂有耐磨合金,当叶片振动时,接合面相互摩擦可起阻尼作用。阻尼凸台一般位于距叶根约整个叶片长度的50%~70%处。阻尼凸台的存在带来一系列问题,如:由于它的存在及它与叶身连接处的局部加厚,使流道面积减少约2%,使空气流量降低,造成气流压力损失,使压气机效率下降,发动机耗油率增加;增加了叶身重量,使叶片离心力负荷加大;使叶片制造工艺更加复杂。在有些风扇叶片上,为了增强抗外物撞击损伤能力,叶身上除了阻尼凸台以外,还有较厚的加强筋。 CFM56-3和CFM56-5发动机风扇转子直径约1700mm,风扇叶片长约600mm,由整体钛合金锻件经机械加工而成。风扇叶片毛坯先镦锻出叶根和阻尼凸台,经预锻成形,再精锻、切边。叶身成形可用数控铣、数控仿形磨、电解加工和抛光等工艺。随着叶片批量生产的增加,应尽量采用精锻法生产出钛合金风扇叶片的锻坯,以提高材料的利用率,减少机械加工工作量和提高风扇叶片的使用寿命。但生产这样大的风扇叶片精锻毛坯,需要使用昂贵的高精度的万吨级机械压力机或螺旋压力机,所需模具的尺寸大、精度也高。因此,精锻工序的成本很高。4钛合金宽弦无凸台空心风扇叶片5高韧性环氧复合材料风扇叶片

航空发动机期末复习习题

一、填空题(请把正确答案写在试卷有下划线的空格处) 容易题目 1.推力是发动机所有部件上气体轴向力的代数和。 2.航空涡轮发动机的五大部件为进气装置;压气机;燃烧室;涡轮和排气装置; 其中“三大核心”部件为:压气机;燃烧室和涡轮。 3.压气机的作用提高空气压力,分成轴流式、离心式和组合式三种 4.离心式压气机的组成:离心式叶轮,叶片式扩压器,压气机机匣 5.压气机增压比的定义是压气机出口压力与进口压力的比值,反映了气流在压气 机内压力提高的程度。 6.压气机由转子和静子等组成,静子包括机匣和整流器 7.压气机转子可分为鼓式、盘式和鼓盘式。 8.转子(工作)叶片的部分组成:叶身、榫头、中间叶根 8.压气机的盘式转子可分为盘式和加强盘式。 9.压气机叶片的榫头联结形式有销钉式榫头;燕尾式榫头;和枞树形榫头。 10.压气机转子叶片通过燕尾形榫头与轮盘上燕尾形榫槽连接在轮盘。 11压气机静子的固定形式燕尾形榫头;柱形榫头和焊接在中间环或者机匣上。 12压气机进口整流罩的功用是减小流动损失。 13.压气机进口整流罩做成双层的目的是通加温热空气

14.轴流式压气机转子的组成盘;鼓(轴)和叶片。 15.压气机进口可变弯度导流叶片(或可调整流叶片)的作用是防止压气机喘振。 16.压气机是安装放气带或者放气活门的作用是防止压气机喘振 17.采用双转子压气机的作用是防止压气机喘振。 18压气机机匣的基本结构形式:整体式、分半式、分段式。 19压气机机匣的功用:提高压气机效率;承受和传递的负载;包容能力 20整流叶片与机匣联接的三种基本方法:榫头联接;焊接;环 21.多级轴流式压气机由前向后,转子叶片的长度的变化规律是逐渐缩短。 22.轴流式压气机叶栅通道形状是扩散形。 23.轴流式压气机级是由工作叶轮和整流环组成的。 24.在轴流式压气机的工作叶轮内,气流相对速度减小,压力、密度增加。 25.在轴流式压气机的整流环内,气流绝对速度减小,压力增加。 26.叶冠的作用:①可减少径向漏气而提高涡轮效率;②可抑制振动。 27.叶身凸台的作用:阻尼减振,避免发生共振或颤震,降低叶片根部的弯曲扭 转应力(防止叶片振动)。 28.涡轮工作条件:燃气温度高,转速高,负荷高,功率大 29.涡轮的基本类型:轴流式涡轮,径向式涡轮

(完整版)航空发动机试验测试技术

航空发动机试验测试技术 航空发动机是当代最精密的机械产品之一,由于航空发动机涉及气动、热工、结构与 强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科,一台发动机内有十几个部件和 系统以及数以万计的零件,其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机 其它分系统复杂和苛刻,而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很 高的要求,因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程。在有良好技术储备的基础上,研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时 的部件及系统试验,需要庞大而精密的试验设备。试验测试技术是发展先进航空发动机的 关键技术之一,试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据,也是评价发动机部 件和整机性能的重要判定条件。因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。 从航空发动机各组成部分的试验来分类,可分为部件试验和全台发动机的整机试验, 一般也将全台发动机的试验称为试车。部件试验主要有:进气道试验、压气机试验、平面 叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组 件的强度、振动试验等。整机试验有:整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试 验等。下面详细介绍几种试验。 1进气道试验 研究飞行器进气道性能的风洞试验。一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验,主 要是验证和修改初步设计的进气道静特性。然后还需在较大的风洞上进行l/6或l/5的 缩尺模型试验,以便验证进气道全部设计要求。进气道与发动机是共同工作的,在不同状 态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配,相容性要好。实现相容目前主要依靠 进气道与发动机联合试验。 2,压气机试验 对压气机性能进行的试验。压气机性能试验主要是在不同的转速下,测取压气机特性 参数(空气流量、增压比、效率和喘振点等),以便验证设计、计算是否正确、合理,找出 不足之处,便于修改、完善设计。压气机试验可分为: (1)压气机模型试验:用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件,在压气机试验台上按任务要求进行的试验。 (2)全尺寸压气机试验:用全尺寸的压气机试验件在压气机试验台上测取压气机特性,确定稳定工作边界,研究流动损失及检查压气机调节系统可靠性等所进行的试验。 (3)在发动机上进行的全尺寸压气机试验:在发动机上试验压气机,主要包括部件间的匹配和进行一些特种试验,如侧风试验、叶片应力测量试验和压气机防喘系统试验等。 3,燃烧室试验 在专门的燃烧室试验设备上,模拟发动机燃烧室的进口气流条件(压力、温度、流量) 所进行的各种试验。主要试验内容有:燃烧效率、流体阻力、稳定工作范围、加速性、出 口温度分布、火焰筒壁温与寿命、喷嘴积炭、排气污染、点火范围等。 由于燃烧室中发生的物理化学过程十分复杂,目前还没有一套精确的设计计算方法。因此,燃烧室的研制和发展主要靠大量试验来完成。根据试验目的,在不同试验器上,采 用不同的模拟准则,进行多次反复试验并进行修改调整,以满足设计要求,因此燃烧室试 验对新机研制或改进改型是必不可少的关键性试验。

1.现代航空发动机发展综述.

第一章现代航空发动机发展综述 (2 第一节航空发动机发展的回顾 (2 一、涡轮喷气发动机的出现,使飞机性能大幅度提高 (2 二、涡轮风扇发动机的出现,再次改变了航空业的面貌 (3 三、宽体、大型、远程飞机要求发展高涵道比涡轮风扇发动机 (4 四、九十年代新型旅客机要求发展性能更好的发动机 (5 五、新一代战斗机要求发展推重比为10一级的发动机 (5 六、小结 (6 第二节军用航空发动机发展 (6 一、军用航空发动机发展 (6 二、第三代战斗机及所用发动机 (7 三、第四代战斗机及所用发动机 (7 四、第五代发动机的发展 (8 第三节大涵道比风扇发动机发展 (10 一、前言 (10 二、飞机的发展 (10 三、大涵道比涡扇发动机发展 (12 第四节现代涡轮轴发动机发展 (13 一、早期涡轮轴发动机的发展 (13

二、第三代涡轮轴发动机 (13 三、第四代涡轮轴发动机发展 (14 第一章现代航空发动机发展综述 第一节航空发动机发展的回顾 二次大战中,各种飞机用的发动机均是活塞式发动机。这种发动机工作时只输出功率,不能直接产生推进飞机前进的推力或拉力,因此需采用空气螺旋桨(简称螺旋桨作为推进器,螺旋桨由发动机带转后,在桨叶上产生推进飞机前进的拉力。这种由活塞式发动机与螺旋桨组成的飞机动力装置,在二战中得到了极大的发展,发动机最大的功率达到3500kW左右,发动机的耗油率低的约为0.28kg/(kW.h,发动机的功率重量比(功率/重量达到2马力/公斤,成为战斗机、轰炸机、运输机等的动力,在战争中发挥了重大作用。但是,它却限制了飞机飞行速度的提高, 其主要原因有二:首先,推进飞机前进的推进功率与飞机的飞行速度的三次方成正比,当飞行速度提高后,飞机所需的大功率发动机根本无法实现,例如,一架装有2000马力、重4吨的飞机, 要将它的飞行速度由400km/h提高到800km/h时, 姑不考虑螺旋桨在高速飞行时效率大幅度降低的因素,就需将发动机功率提高8倍即需16000马力, 这么大功率的航空活塞式发动机显然是不可能实现的。即使能实现,其重量将高达8吨,比飞机还重。另外,当飞机飞行速度增大后,空气作用在桨叶叶尖处的相对速度大大提高,超出声速很多,损失大增,使桨叶的效率大幅度降低,为了能得到足够的拉力,要求再增大发动机的功率,使发动机的功率还要再增加很多。由此可以看出,采用活塞式发动机作动力的飞机,飞行速度是受到限制的,不可能接近声速,更不可能达到声速、超过声速,当时最先进的战斗机飞行速度也只有600-700km/h。 一、涡轮喷气发动机的出现,使飞机性能大幅度提高 早在二战中、后期,一些国家已开始研制涡轮喷气发动机,但真正用于飞机上却是在距今半个世纪前、即四十年代末期。涡轮喷气发动机一出现,由于它具有活塞式发动机无法比拟的优点,很快改变了航空界的面貌,飞机性能得到质的飞跃。

航空发动机涡轮叶片

摘要 摘要 本论文着重论述了涡轮叶片的故障分析。首先引见了涡轮叶片的一些根本常识;对涡轮叶片的结构特点和工作特点进行了详尽的论述,为进一步分析涡轮叶片故障做铺垫。接着对涡轮叶片的系统故障与故障形式作了阐明,涡轮叶片的故障形式主要分为裂纹故障和折断两大类,通过图表的形式来阐述观点和得出结论;然后罗列出了一些实例(某型发动机和涡轮工作叶片裂纹故障、涡轮工作叶片折断故障)对叶片的故障作了详细剖析。最后通过分析和研究,举出了一些对故障的预防措施和排除故障的方法。 关键词:涡轮叶片论述,涡轮叶片故障及其故障类型,故障现象,故障原因,排除方法

ABSTRACT ABSTRACT This paper emphatically discusses the failure analysis of turbine blade.First introduced some basic knowledge of turbine blades;The structure characteristics and working characteristics of turbine blade were described in she wants,for the further analysis of turbine blade failure Then the failure and failure mode of turbine blades;Turbine blade failure form mainly divided into two major categories of crack fault and broken,Through the graph form to illustrate ideas and draw conclusions ;Then lists some examples(WJ5 swine and turbine engine blade crack fault,turbine blade folding section)has made the detailed analysis of the blade.Through the analysis and research,finally give the preventive measures for faults and troubleshooting methods. Key words: The turbine blades is discussed,turbine blade fault and failure type,The fault phenomenon,fault caus,Elimination method

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术

编订:__________________ 单位:__________________ 时间:__________________ 大修航空发动机涡轮叶片 的检修技术 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-4381-88 大修航空发动机涡轮叶片的检修技 术 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 介绍了涡轮叶片的清洗、无损检测、叶型完整性检测等预处理,以及包括表面损伤修理、叶顶修复、热静压、喷丸强化及涂层修复等在内的先进修理技术。 涡轮叶片的工作条件非常恶劣,因此,在性能先进的航空发动机上,涡轮叶片都采用了性能优异但价格十分昂贵的镍基和钴基高温合金材料以及复杂的制造工艺,例如,定向凝固叶片和单晶叶片。在维修车间采用先进的修理技术对存在缺陷和损伤的叶片进行修复,延长其使用寿命,减少更换叶片,可获得可观的经济收益。为了有效提高航空发动机的工作可靠性和经济性,涡轮叶片先进的修理技术日益受到发动机用户和修理单位的重视,并获得了广泛的应用。 1.修理前的处理与检测

航 空 发 动 机 叶 片 涂 层

航空发动机叶片涂层技术 一.涡轮叶片是先进航空发动机核心关键之一 航空发动机被称为现代工业“皇冠上的明珠”,航空发动机是飞机的“心脏”,价值一般占到整架飞机的20%-25%。目前,能独立研制、生产航空发动机的国家只有美、英、法、俄、中5个。但是,无论“昆仑”、“秦岭”发动机、还是“太行”系列,我国航空发动机的水平距离这一领域的“珠穆朗玛”依然存在不小的差距。美、俄、英、法四个顶级“玩家”能够自主研发先进航空发动机。西方四国由于对未来战场与市场的担忧,在航空发动机核心技术上一直对中国实施禁运和封锁。技术难关有很多。本人认为涡轮叶片是先进航空发动机的核心技术之一。 随着航空航天工业的发展,对发动机的性能要求越来越高,要使发动机具有高的推重比和大的推动力,所采用的主要措施是提高涡轮进口温度。国外在20世纪90年代,要求涡轮前燃气进口温度达1850-1950K。美国在IHPTET计划中要求:在海平面标准大气条件下,航空燃气涡轮机的的涡轮进口温度高达2366K。涡轮进口温度的提高要求发动机零件必须具有更高的抗热冲击、耐高温腐蚀、抗热交变和复杂应力的能力。对于舰载机,由于在海洋高盐雾环境下长期服役,要求发动机的叶片的耐腐蚀性更高;常在沙漠上飞行的飞机,发动机的叶片要具有更好的耐磨蚀。 众所周知:镍基和钴基高温合金具有优异的高温力学和腐蚀性

能,广泛用于制造航空发动机和各类燃气轮机的涡轮叶片(blade and vane)。就材质来看:各国的高温合金型号虽各不相同,但就相近成分的高温合金来说,其性能相近(生产工艺方法不同有也造成性能有大的差异)。好的高温合金的使用温度也只有1073K左右,为达到前面所说的要求温度,采用的方法有二:一是制成空心的叶片。空心叶片自20世纪60年代中期出现以来,经历了对流冷却、冲击冷却、气膜冷却以及综合冷却的发展历程,使进气口温度高出叶片材料约300—500℃,内腔的走向复杂化和细致化。这一步的改进仍难满足需要,且英国发展计划将取消冷却。二是涂层,常进行多材质多层次涂层。 PVT公司研究表明:军用直升机上的发动机叶片采用涂层,在沙漠上飞行,寿命可提高3倍左右,不仅大大降低了制造发动机叶片的成本,同时也使飞机的维护时间延长了两倍。 二.涡轮叶片的涂层 高温合金的生产方法或晶形结构对产品的性能是有很大影响的,如图1所示,GE公司20年前开始采用单晶高温合金制作战机用发 Fig.1 Comparative preperties of polycrystal,columnar and single-crystal superallys

航空发动机叶片材料及制造技术现状

航空发动机叶片材料及制造技术现状 在航空发动机中,涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件,并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平,特别是承温能力,成为一种型号发动机先进程度的重要标志,在一定意义上,也是一个国家航空工业水平的显著标志【007】。 航空发动机不断追求高推重比,使得变形高温合金和铸造高温合金难以满足其越来越高的温度及性能要求,因而国外自7O年代以来纷纷开始研制新型高温合金,先后研制了定向凝固高温合金、单晶高温合金等具有优异高温性能的新材料;单晶高温合金已经发展到了第3代。8O年代,又开始研制了陶瓷叶片材料,在叶片上开始采用防腐、隔热涂层等技术。 1 航空发动机原理简介 航空发动机主要分民用和军用两种。图1是普惠公司民用涡轮发动机主要构件;图2是军用发动机的工作原理示意图;图3是飞机涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布;图4是罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布;图5为航空发动机用不同材料用量的发展变化情况。 图1 普惠公司民用涡轮发动机主要构件 图2 EJ200军用飞机涡轮发动机的工作原理

图3 商用涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布 图4 罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布 图5 航空发动机用不同材料用量的变化情况

1变形高温合金叶片 1.1 叶片材料 变形高温合金发展有50多年的历史,国内飞机发动机叶片常用变形高温合金如表1所示。高温合金中随着铝、钛和钨、钼含量增加,材料性能持续提高,但热加工性能下降;加入昂贵的合金元素钴之后,可以改善材料的综合性能和提高高温组织的稳定性。 1.2 制造技术 生产工艺。变形高温合金叶片的生产是将热轧棒经过模锻或辊压成形的。模锻叶片主要工艺如下: (1)镦锻榫头部位; (2)换模具,模锻叶身。通常分粗锻、精锻两道工序;模锻时,一般要在模腔内壁喷涂硫化钼,减少模具与材料接触面之阻力,以利于金属变 形流动; (3)精锻件,机加工成成品; (4)成品零件消应力退火处理; (5)表面抛光处理。分电解抛光、机械抛光两种。 常见问题。模锻叶片生产中常见问题如下: (1)钢锭头部切头余量不足,中心亮条缺陷贯穿整个叶片; (2) GH4049合金模锻易出现锻造裂纹; (3)叶片电解抛光中,发生电解损伤,形成晶界腐蚀; (4) GH4220合金生产的叶片,在试车中容易发生“掉晶”现象;这是在热应力反复作用下,导致晶粒松动,直至剥落。 发展趋势。叶片是航空发动机关键零件.它的制造量占整机制造量的三分之一左右。航空发动机叶片属于薄壁易变形零件。如何控制其变形并高效、高质量地加工是目前叶片制造行业研究的重要课题之一。

7航空发动机叶片

发动机叶片 一、 发动机与飞机 1. 发动机种类 1) 涡轮喷气发动机(WP )WP5、WP6、WP7、……WP13 2) 涡轮螺桨发动机(WJ )WJ5、WJ6、WJ7 3) 涡轮风扇发动机(WS )WS9、WS10、WS11 4) 涡轮轴发动机(WZ )WZ5、WZ6、WZ8、WZ9 5) 活塞发动机(HS )HS5、HS6、HS9 2. 发动机的结构与组成 燃气涡轮发动机主要由压气机、燃烧室和涡轮三大部件以及燃油系统、滑油系统、空气系统、电器系统、进排气边系统及轴承传力系统等组成。(发动机的整体构造如下图1)三大部件中除燃烧外的压气机与涡轮都是由转子和静子构成,静子由内、外机匣和导向(整流)叶片构成;转子由叶片盘、轴及轴承构成,其中叶片数量最多(见表1~5) 3. 发动机工作原理及热处理过程

工作原理:发动机将大量的燃料燃烧产生的热能,势能给涡轮导向器斜切口膨胀产生大量的动能,其一部分转换成机械功驱动压气机和附件,剩余能由尾喷管膨胀加速产生推力。 热力过程:用p-υ或T-S 图来表示发动机的热力过程: 4. 飞机与发动机 发动机是飞机的动力,也是飞机的心脏,不同用途的飞机配备不同种类的发动机。如: 1) 军民用运输机、轰炸机、客机、装用WJ 、WS 、WP 类发 动机。 2) 强击机、歼击机、教练机、侦察机、装用WP 、WS 、HS 类发动机。 3) 军民用直升机装用WZ 类发动机。 二、 叶片 在燃气涡轮发动机中叶片无论是压气机叶片还是涡轮叶片,它们的数量最多,而发动机就是依靠这众多的 叶片完成对气体的

压缩和膨胀以及以最高的效率产生强大的动力来推动飞机前进的工作。叶片是一种特殊的零件,它的数量多,形状复杂,要求高,加工难度大,而且是故障多发的零件,一直以来各发动机厂的生产的关键,因此对其投入的人力、物力、财力都是比较大的,而且国内外发动机厂家正以最大的努力来提高叶片的性能,生产能力及质量满足需要。 1.叶片为什么一定要扭 在流道中,由于在不同的半径上,圆周速度是不同的,因此在不同的半径基元级中,气流的攻角相差极大,在叶尖、由于圆周速度最大,造成很大的正攻角,结果使叶型叶背产生严重的气流分离;在叶根,由于圆周速度最小,造成很大的负攻角,结果使叶型的叶盆产生严重的气流分离。因此,对于直叶片来说。除了最近中径处的一部分还能工作之外,其余部分都会产生严重的气流分离,也就是说,用直叶片工作的压气机或涡轮,其效率极其低劣的,甚至会达到根本无法运转的地步。 发动机叶片数量统计如下(以WJ6、WS11为例)表: 1.WJ6 压气机叶片数量见表1 表1 涡轮叶片数量见表2 表2

航空发动机叶片裂纹检测技术及应用分析

航空发动机叶片裂纹检测技术及应用分析 航空发动机作为飞机动力的核心,是体现飞机性能的标准之一。大多采用复杂型面叶片,在运行过程中因为会受到应力、离心力已于弯矩应力的影响,所以容易生成疲劳裂纹、层间分离等损伤。这种损伤会降低航空发动机的性能,给装备带来安全隐患,甚至会引发灾难。因此发展、使用高效的检测技术是解决这类问题的关键。 大部分应用于航空发动机叶片检测的方法主要有孔探法以及常规的检测方法如磁粉、射线、涡流电磁法,其中孔探法是发动机外场检测应用最多的一种技术,这种技术检测时间长,对人力的要求很高,并且操作过程较为复杂且必须十分谨慎。常规的检测方法对复杂曲面结构缺陷的检测存在这一定的局限性。近年来已出现一些高效的无损检测方法如声波/超声波检测、电磁超声非线性检测、相控阵检测等已经逐步应用于发动机叶片的探伤。红外热成像技术亦是较为先进的无损检测技术之一,它主要是通过对被测结构件表面的温度变化进行捕捉,利用红外热成像仪采集表面因温度变化而产生的红外信号检测的。 红外热成像技术是用超声波对工件表面积局部进行激励进而进行加热,通过热成像仪捕捉裂纹区域的局部红外图像。由于在固体器件中超声波传播速度快,所以从发出激励信号到采集到反馈信号是极短时间的过程,又因为深度、裂纹大小不同,红外信号传播到试件表面并得到反馈是随着时间、裂纹规模变化的,最后经过图像处理可以对试件的裂纹进行识别与定位。 1 检测原理及方法概述 1.1 检测原理概述 超声红外热成像检测技术的原理是先将低频高能的超声波注入被测零件,被测零件会产生小幅的机械振动,如果存在裂纹,那么由于裂纹两侧因震动频率不同(即出现相位差)而出现部分热效应(即

航空发动机文献综述

X学院 学院:机电工程学院班级:2008级机制x班姓名:x x 学号:20081060xxxx 指导老师:xxx

文献综述 课题名称:航空发动机制造工艺 前言: 航空发动机是飞行器的核心部件,它是飞行器翱翔蓝天的动力源,其重要性可以用飞行器的“心脏”来形容,它的性能好坏直接关系到飞行器飞行品质的高低,它的发展无不促进着人类航空事业的进步。 1883年汽油内燃机问世之后,为莱特兄弟的“飞行者”号首次飞入蓝天奠定了坚实的基础;喷气式发动研制问世,让人类首次超越了声音的速度,真正做到了再蓝天中自由翱翔,地球因航空旅行时间缩短而促进了经济全球化进程,继而带动了人类社会的发展进步。 人类世界正是因为有了活塞式发动机才实现了蓝天梦,有了空气喷气式发动机才做到了在蓝天之中飞得更高更远。航空发动机改变了人类生活促进了世界进步,追根溯源还是发动机制造工艺的不断发展所致。制造工艺是发动机进步的基石,也是人类前进的助力,它必将在不断进步的同时,更好的改变人类生活,人类生活也必将因装备更好发动机的飞机而愈加美好。 航空发动机制造工艺国际国内现状: 航空发动机的设计和制造是一项复杂的系统性工程,它必须由多团队、多领域、多部门共同参与。该工程涉及到大量的知识与信息,需要在严格的流程管理控制下实现信息之间的交互和协作,以支持并行的、协同的发动机设计和制造。航空发动机产品零组件构型复杂,零部件数量庞大,加工制造精度高,所用工艺方法自然很是繁复,是世界上最主要的一种技术密集型产品。 长期以来,国内的航空发动机的工艺设计与管理水平比较落后,近年来随着计算机在企业的逐渐深入,大部分航空发动机制造企业已摆脱了手工方式的工艺编制,实现了“工艺设计计算机化”。但这种“工艺计算机化”的应用层次依旧较浅,计算机在工艺部门的应用仅仅停留在文字处理,工艺简图绘制等简单应用阶段,工艺编制效率虽有所提高,但并没有脱离传统工艺编制的模式,其缺陷依然存在。 国内的航空发动机制造工艺主要存在以下问题。第一,工艺设计重复工作多,工艺编制效率低。因发动机的工艺设计涉及的内容多,工作量巨大,传统的工艺设计是由工艺师逐件设计的,忽略了同类零件之间的内在联系,同类零件之间在工艺上应用的继承性和一致性,没有得到足够的重视。 第二,工艺设计环境不统一,工艺质量难以保证。不少企业片面追求所谓的“工艺计算机化”,利用基于文字、表格处理软件、二维制图软件等通用软件开发工艺卡片填写系统。这些系统虽有简单、直观的特点和“所见即所得”的界面风格,并取得了一定的应用效果,但由于工艺设计环境五花八门、层次不一,忽视了企业信息化中产品工艺数据间关联关系的重要性,造成工艺数据的准确性、一致性难以保证,工艺设计质量难以保证,工艺信息集成困难等问题。 第三,工艺知识与经验没有得到有效管理与利用,工艺设计智能化程度低。航空发动机的工艺设计与制造是一项技术性、经验性非常强的工作,所涉及的范围十分广泛,用到的信息量相当庞大,并与具体的生产环境及个人经验水平密切相关。现有的工艺设计系统未能提供较好的手段和方式来保留老一辈工艺人员的知识与经验,造成企业知识资源白白浪费、流失。 另外,国内制造工艺还存在各系统问集成性差、工艺信息交流、共享不畅通等问题依旧存在,国内航空发动机制造工艺落后的局面需要改变。 国际航空发动机制造工艺,其现状优于国内的。国际先进航空企业已经大规模使用CAD、

(7)航空发动机叶片-15页文档资料

发动机叶片 一、发动机与飞机 1.发动机种类 1)涡轮喷气发动机(WP)WP5、WP6、WP7、……WP13 2)涡轮螺桨发动机(WJ)WJ5、WJ6、WJ7 3)涡轮风扇发动机(WS)WS9、WS10、WS11 4)涡轮轴发动机(WZ)WZ5、WZ6、WZ8、WZ9 5)活塞发动机(HS)HS5、HS6、HS9 2.发动机的结构与组成 燃气涡轮发动机主要由压气机、燃烧室和涡轮三大部件以及燃油系统、滑油系统、空气系统、电器系统、进排气边系统及轴承传力系统等组成。(发动机的整体构造如下图1)三大部件中除燃烧外的压气机与涡轮都是由转子和静子构成,静子由内、外机匣和导向(整流)叶片构成;转子由叶片盘、轴及轴承构成,其中叶片数量最多(见表1~5) 3. 工作原理:发动机将大量的燃料燃烧产生的热能,势能给涡

轮导向器斜切口膨胀产生大量的动能,其一部分转换成机械功驱动压气机和附件,剩余能由尾喷管膨胀加速产生推力。 热力过程:用p-υ或T-S 图来表示发动机的热力过程: 4. 发动机是飞机的动力,也是飞机的心脏,不同用途的飞机配备不同种类的发动机。如: 1) 军民用运输机、轰炸机、客机、装用WJ 、WS 、WP 类发 动机。 2) 强击机、歼击机、教练机、侦察机、装用WP 、WS 、HS 类发动机。 3) 军民用直升机装用WZ 类发动机。 二、 叶片 在燃气涡轮发动机中叶片无论是压气机叶片还是涡轮叶片,它们的数量最多,而发动机就是依靠这众多的叶片完成对气体的压缩和膨胀以及以最高的效率产生强大的动力来推动飞机前进的工作。叶片是一种特殊的零件,它的数量多,形状复杂,要求高,

航空发动机转子叶片装配工艺设计.docx

航空发动机转子叶片装配工艺设计1概述 大涵道比涡扇发动机普遍追求大推力、大功率等性能指标。为了驱动大风扇、提高效率,涡轮结构一般采用多级低压涡轮。[1]低压涡轮转子叶片作为其中重要零件之一,不仅加工难度大,制造成本昂贵,工作时又需要在高温高压状态下运转,承载受力大,工况复杂。[2]面对如此恶劣的条件,转子叶片表面微小的损伤都极有可能被催化放大,进而产生裂纹、掉块等故障,严重威胁发动机可靠性和稳定性。因此无论从控制投入成本、生产周期亦或保障发动机性能角度考虑,转子叶片的表面质量都需要全方位严加要求。由于结构设计特殊性,低涡转子叶片榫头安装到盘组件榫槽时,需要克服一定阻力。为避免施加装配外力造成转子叶片表面损伤,国外安装转子叶片采用专用装配工艺,而国内在该工艺研究方面一直处于瓶颈状态。[3-4]目前国内采用手动敲击叶片的装配方式,易造成叶片损伤、叶冠错齿等情况,存在安全隐患,影响装配质量。本文基于对多级低压涡轮盘片组件的结构分析,提供了一种转子叶片的新型装配工艺,操作方式简单,在一定程度上降低了装配应力,确保发动机装配质量和性能。 2结构分析 锯齿形叶冠为发动机低压涡轮转子叶片常用叶冠形状。由于相邻叶片间叶冠锯齿存在咬合,因此该型叶冠叶片在盘组件上的装分操作,需要整圈叶片沿盘组件同时轴向移动方能实现。图1低涡转子叶片装配结构示意图受机件加工误差、叶片间相互约束等因素影响,整圈叶

片需克服一定阻力才能沿盘组件移动。而鉴于转子叶片和涡轮盘的装配结构特点和可操作性,转子叶片的外力可作用位置仅限于内缘板附近位置。国内现多采用橡胶锤或其他类似工具敲砸缘板的方法施加冲击外载:操作者首先将所有叶片榫头搭接到涡轮盘榫槽上,同时确保叶片叶冠处于正常咬合状态;准备好后手持橡胶锤,敲砸若干相邻叶片的缘板,使其轴向移动一小段距离,接着再对邻近若干叶片敲击,如此逐组进行,整圈叶片得以轴向移动一定距离,重复操作,最终实现叶片装分。这种方法看似简单,但实际存在很大安全风险:人工施加冲击外载,难以控制施力大小,力过小无法实现叶片安装,力过大容易损伤叶片,且叶片内缘板结构较窄,强度不高,现场已多次出现缘板砸伤事故。 3工艺设计 3.1总体方案 转子叶片在涡轮盘组件上的装配工艺设计,主要即加载装置和支承装置两大工艺装置的设计。加载装置,主要为叶片装分提供稳定均匀载荷,受装配结构限制,仅可设置在叶片内缘板附近位置加载;支承装置,在装分过程中支承定位叶片和涡轮盘组件,具备无级调控两者相对轴向距离的功能,可适应过程中叶片和涡轮盘组件的任意轴向状态。此外,考虑到低涡的多级结构,因此该工艺设计需要具有通用适应性,加载装置和支承装置应能实现各级转子叶片的装分。 3.2工艺原理 转子叶片装分原理见图2。利用支承装置对叶片和盘组件分别进

先进航空发动机关键制造技术发展现状与趋势

先进航空发动机关键制造技术发展现状与趋势 一、轻量化、整体化新型冷却结构件制造技术1 整体叶盘制造技术整体叶盘是新一代航空发动机实现结构创新与 技术跨越的关键部件,通过将传统结构的叶片和轮盘设计成整体结构,省去传统连接方式采用的榫头、榫槽和锁紧装置,结构重量减轻、零件数减少,避免了榫头的气流损失,使发动机整体结构大为简化,推重比和可靠性明显提高。在第四代战斗机的动力装置推重比10 发动机F119 和EJ200上,风扇、压气机和涡轮采用整体叶盘结构,使发动机重量减轻20%~30%,效率提高5%~10%,零件数量减少50% 以上。目前,整体叶盘的制造方法主要有:电子束焊接法;扩散连接法;线性摩擦焊接法;五坐标数控铣削加工或电解加工法;锻接法;热等静压法等。在未来推重比15~20 的高性能发动机上,如欧洲未来推重比15~20 的发动机和美国的IHPTET 计划中的推重比20的发动机,将采用效果更好的SiC 陶瓷基复合材料或抗氧化的C/C 复合材料制造整体涡轮叶盘。2 整体叶环(无盘转子)制造技术如果将整体叶盘中的轮盘部分去掉,就成为整体叶环,零件的重量将进一步降低。在推重比15~20 高性能发动机上的压气机拟采用整体叶环,由于采用密度较小的复合材料制造,叶片减轻,可以直接固定在承力环上,从而取消了轮盘,使结构质量减轻70%。目前正

在研制的整体叶环是用连续单根碳化硅长纤维增强的钛基复合材料制造的。推重比15~20 高性能发动机,如美国XTX16/1A 变循环发动机的核心机第3、4 级压气机为整体叶环转子结构。该整体叶环转子及其间的隔环采用TiMC 金属基复合材料制造。英、法、德研制了TiMMC 叶环,用于改进EJ200的3级风扇、高压压气机和涡轮。3 大小叶片转子制造技术大小叶片转子技术是整体叶盘的特例,即在整体叶盘全弦长叶片通道后部中间增加一组分流小叶片,此分流小叶片具有大大提高轴流压气机叶片级增压比和减少气流引起的振动等特点,是使轴流压气机级增压比达到3 或3 以上的有发展潜力的技术。4 发动机机匣制造技术在新一代航空发动机上有很多机匣,如进气道机匣、外涵机匣、风扇机匣、压气机机匣、燃烧室机匣、涡轮机匣等,由于各机匣在发动机上的部位不同,其工作温度差别很大,各机匣的选材也不同,分别为树脂基复合材料、铁合金、高温合金。树脂基复合材料已广泛用于高性能发动机的低温部件,如F119 发动机的进气道机匣、外涵道筒体、中介机匣。至今成功应用的树脂基复合材料有PMR-15(热固性聚酰亚胺)及其发展型、Avimid(热固性聚酰亚胺)AFR700 等,最高耐热温度为290℃~371℃,2020 年前的目标是研制出在425℃温度下仍具有热稳定性的新型树脂基复合材料。树脂基复合材料构件的制造技术是集自动铺带技术(ATL)、自动纤维铺放

航空发动机构造

航空发动机构造 课堂测试-1 1.航空发动机的研究和发展工作具有那些特点? 技术难度大;周期长;费用高 2.简述航空燃气涡轮发动机的作用。 是现代飞机与直升机的主要动力(少数轻型、小型飞机和直升机采用航空活塞式发动机),为飞机提供推进力,为直升机提供转动旋翼的功率。 3.航空燃气涡轮发动机包括哪几类?民航发动机主要采用哪种? 涡喷、涡桨、涡扇、涡轴、桨扇、齿扇等;涡扇。 4.高涵道比民用涡扇发动机的涵道比范围是多少? 5-12 课堂测试-2 1.发动机吊舱包括(进气道)、(整流罩)和(尾喷管)等。 2.对于民用飞机来说,动力装置的安装位置应该考虑到以下几点: 不影响进气道的效率;排气远离机身;容易接近,便于维护 3.在现代民用飞机上,发动机在飞机上的安装布局常见的有(翼下安装)、(翼下吊装和垂直尾翼安装)和(机身尾部安装)。 4.发动机安装节分两种:(主安装节)与(辅助安装节)。前者传递轴向力、径向力、扭矩,后者传递径向力、扭矩。一般主安装节装于(温度较低,靠近转子止推轴承处的压气机或风扇机匣上)上,辅助安装节装于(涡轮或喷管的外壳上)上。 5.涡轮喷气发动机的进气道可分为(亚音速)进气道和(超音速)进气道两大类。我国民航主要使用亚音速飞机,其发动机的进气道大多采用(亚音速)进气道。 6.通常在涡轮喷气和涡轮风扇发动机上采用(热空气)防冰的方式,在涡轮螺旋桨发动机上采用(电加热)防冰,或是两种结合的方式。 7.对于涡轮螺旋桨发动机来说,需要防冰的部位有(进气道)、(桨叶)和(进气锥)。 8.为了对吊舱进行通风冷却,一般把吊舱分成不同区域,各区之间靠(防火墙)隔开,以阻挡火焰的传播。9.发动机防火系统包括(火情探测)、(火情警告)和(灭火)三部分。 课堂测试-3 1.现代涡轮喷气发动机由(进气道)、(压气机)、(燃烧室)、(涡轮)、(尾喷管)五大部件和附件传动装置 与附属系统所组成。 2.发动机工作时,在所有的零部件上都作用着各种负荷。根据这些负荷的性质可以分为(气动)、(质量) 和(温度)三种。 3.航空燃气涡轮发动机主轴承均采用(滚动)轴承,其中(滚棒轴承)仅承受径向载荷,(滚珠轴承)可承 受径向载荷与轴向载荷。 4.转子上的止推支点除承受转子的(轴向)负荷、(径向)负荷外,还决定了转子相对于机匣的(轴向)位 置。因此每个转子有(一)个止推支点,一般置于温度较(低)的地方。 5.压气机转子轴和涡轮转子轴由(联轴器)连接形成发动机转子,分为(柔性联轴器)和(刚性联轴器)。 其中(柔性联轴器)允许涡轮转子相对压气机转子轴线有一定的偏斜角。 6.结合图3.9,简述发动机的减荷措施有哪些?这些措施是否会减少发动机推力? 减荷措施:

航空发动机叶片增材制造

航空发动机叶片增材制造调查报告 总体来说,有这样几种可行性方向。 一、工艺方向,包括整体增材制造或者表面增材强化: 1. 整体增材制造:使用3d打印代替传统加工工艺,整体打印。目前可行的3d打印技术包括: FDM:熔融沉积(Fused Deposition Modeling) SLM:选择性激光熔融技术(Selective Laser Melting) SLS:选择性激光烧结成型法(Selective Laser Sintering) DMLS:直接金属激光烧结(Direct Metal Laser Sintering) LMD:激光金属沉积(laser metal deposition) 相比于熔模铸造,增材制造具有的优势多于劣势,因此具有较大研究价值。如何解决增材制造新工艺存在的技术弱点正是需要研究的方向。总结有如下几点: ①强度问题:目前最常用为镍基合金增材,使用何种材料可提升强度? ②精度问题:粘结剂喷射,然后是适当的烧结和表面处理是一种很有前途的合金制造工艺 [1],如何进一步提升表面精度? ③温度问题:3d打印叶片目前只是在常温叶片制造上有一些应用,针对于航空发动机涡轮的耐高温叶片(1400-1700℃)则鲜有研究。需要解决问题包括:除镍基合金外,打印粉末采用何种耐高温材料(金属、非金属、复合材料[2])?最佳的高温合金打印方法是哪一种? ④建立模型:建立增材制造叶片的收缩模型、疲劳模型、力学模型等。 2.表面增材强化:使用激光熔覆或等离子喷涂,在已有叶片表面上增加强化散热层,叶片为多层结构。(滕海灏) 二、产品方向,叶片结构智能化和新材料应用。目前叶片结构如下图所示[3],采用熔模铸造的工艺方案,其优缺点见上表。如前所述,如果采用3d打印工艺加工这种空心叶片结构将会实现多方面的优化。就产品本身而言,可以在如下方面进行研究。

相关文档
最新文档