航空发动机压气机叶片叶身边缘标准件工艺路线分析
那些漂亮的航空发动机叶片必须经过这个制造技术的打磨！
那些漂亮的航空发动机叶片必须经过这个制造技术的打磨！航空发动机零件的表面质量是评价产品的一个重要指标。
目前，一些复杂型面航空零件的边缘倒圆、机加叶片零件表面的残留刀纹去除仍未完全摆脱手工抛光方式，除了耗费大量的人力资源，也易造成产品质量不稳定，甚至影响发动机整机性能与寿命。
滚磨光整技术能有效地提高零件表面质量等级，清除毛刺、刀痕等表面缺陷，还能使零件金属表层产生微弱的塑性变形，改善表面残余应力状况。
当前在一些航空发动机零件制造中应用滚磨光整技术，已取得了较好的经济效益与社会效益。
滚磨光整加工滚磨光整加工是将工件、磨块和磨剂按一定混合比装入滚筒中，当滚筒运动时，在工件和磨块间产生强大的挤压力和强制流动力，迫使磨块对工件产生碰撞、滚压、滑擦和刻划，从而实现对工件表面的光整加工。
1滚磨光整加工的类型根据滚筒的运动方式，滚磨光整加工可分为以下几种形式：（1）回转式滚磨：滚筒作单一的回转运动，其转速n 必须小于某固定值，否则工件与磨料将紧贴在滚筒周壁，相互间不产生相对运动而无法实现表面的光整加工。
因此，这种加工方法效率低、质量差，现已逐渐被其他方法所取代。
（2）振动式滚磨：滚筒作三维的空间振动运动，工件和磨料在圆环形容器中沿螺旋轨迹运动，形成复杂的运动轨迹。
这种加工方法对细化表面质量较好，对表面物理机械性能的改善不大，不适用于较大较长的工件。
（3）离心式滚磨：滚筒既自转又公转作行星运动。
这种加工方法可以获得较高的加工质量和加工效率。
（4）主轴回转滚磨：滚筒作回转运动，夹持工件的主轴作逆向回转。
这种加工方法工件有固定的位置，当滚筒与主轴选择合适的相对转速时，便可以获得较好的加工质量和较好的加工效率。
（5）旋转振动式滚磨：滚筒兼具回转运动与空间振动运动方式。
磨料运动轨迹复杂，更易加工一些复杂型面的大型工件。
2滚磨光整的功能特点及适用范围滚磨光整主要有以下特点：（1）操作简单，生产效率高，环境污染小；（2）可实现铸锻件的去飞边、去氧化层和表面清洁处理，也可用于切削加工后零件去毛刺、棱边倒圆和细化表面，降低表面粗糙度值；（3）可适度改善表面应力分布状态；（4）对于内孔、沟槽及凹陷表面的光整加工相对较难，对易变形、易磕碰零件需在光整过程中作防护处理。
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。
飞机发动机维护—轴流式压气机的结构
1、轴流式压气机的转子
1.1 转子的基本形式 3）鼓盘式——由若干个轮盘、鼓筒和前、后半轴组成。盘缘上有安 装转子叶片的榫槽。
图6. 轴流式压气机鼓盘式转子
1、轴流式压气机的转子
1.2 转子叶片 由叶身和榫头组成。 1）叶身——早期有带减振凸台的风扇叶片；后期取消凸台改用蜂窝 夹层材料的宽弦风扇叶片。
图3. 轴流式压气机转子的基本形式
1、轴流式压气机的转子
1.1 转子的基本形式 1）鼓式——圆柱形或圆锥形筒状结构，外表面有环槽或纵槽用于安 装转子叶片。
图4. 轴流式压气机鼓式转子
1、轴流式压气机的转子
1.1 转子的基本形式 2）盘式——由轴和若干轮盘组成，盘和盘之间可以螺栓连接或焊接 成整体。盘缘上有转子叶片安装榫槽。
航空涡轮发动机（M5）
压气机
二 轴流式压气机
的结构
PART
过渡页
Transition Page
轴流式压气机由转子组件、静子组件这两大部件组成。根据工作原理， 沿轴向，转子在前静子在后，交错排列从而具有多级。
图2. 轴流式压气机的组成
1、轴流式压气机的转子
1.1 转子的基本形式 基本形式有鼓式、盘式、鼓盘式。
图7. 风扇叶片
1、轴流式压气机的转子
1.2 转子叶片 2）榫头——有销钉式、燕尾形、枞树形三种形式。
图8. 叶片榫头
2、轴流式压气机的静子
2.1 压气机机匣 机匣有分段式、分半式和整体式三种。
图9. 典型发动机的高压压气机分半式机匣
2、轴流式压气机的静子
2.2 静子叶片
图10. 静子叶片的固定方式
某航空发动机压气机转子叶片进、排气边处的加工技术研究
为了保证叶片的加工质量， 应优 １压气 机转 子 叶片高速 切 削时 的刀具 几何参 数 ） 压气 机转 子叶 片高速 切削 时刀具 材料 可选择 类
剖 面（ 面截 面） 型
硬质合金 、 涂层硬质合金或超细晶粒硬质合金刀具。
１ 一积叠 轴线 ； －进气边位置尺 寸； 一截面 ； 一榫头排气边端 ２ ３ ４ 面 ；－榫头进气边 端面；６ ５ 一样头叶背侧面 ； 一积叠点 ； 一叶 ７ ８ 背 ；－ 安装 角； ０ ９ １ 一榫 头叶盆侧 面 ； １ １ 一叶盆 ；１ 一发动机 轴 ２ 线 ；３ ｌ 一前缘半径 ；４ 前缘 切点 ；５ １－ １ 一坐标 点； ６ 中弧线 ； ７ １一 １
１ 叶片进 、 排边处 的加工特点
压气 机 转 子 叶 片处在 发 动 机 的前 端 ， 作 温 度 工 比较 低 ， 因此 所用 材料 多为 铝 合金 、 钛合 金 ， 有使 也 用合 金钢 和不 锈钢 的［ 。本 文讨 论 的是 某进 口材 质 １ ］ 铝合 金 叶片 的加工 。 普通 铸 造 毛 坯 叶片 的 主要 加工 工 艺过 程是 ： 建
测频 、 测重 、 探伤 、 表面处理、 光饰
处 理 、 化 处 理 强
收 稿 Ｅ期 ：Ｏ ２ ２ ５ ｔ ２ １ 一Ｏ —１
作者简介 ： 王广林 （９ ３ ， ， １ ７ 一）男 陕西西安人 ， 硕士 、 工程师 ， 研究 方向 ： 数控加工 。
２ ３
陕西 国防工业职业技术学 院
２ 提高进 、 排气边２ 精度的措施 Ｄｒ
刀具 的前 角不 能太 小 ， 小 容易 增 大 切 削 变形 和 摩 过 擦力 ， 文 中的 刀具前 角 ａ 选 择 ｌ。 ２。 右 。刀 本 ０ ２一 ５左 具后 角 的选择 影响 刀具 的 刚性 ， 高 速加 工 加 工 叶 在 片 时 ， 给速 度很 高 ， 角要 选 得 大 一些 ， 大 后 角 进 后 增 有 利于提 高刀具 寿命 ， 但会 降低 刀刃 刚度 。为此 ， 可 采 用双倒 棱后 角 ， 在增 大后 角 的同 时保 证 刀具刚 度 ，
航空发动机压气机叶片检修技术
航空发动机压气机叶片检修技术摘要：航空发动机在使用或经过长时间试验后，在分解检查过程中会发现部分压气机叶片存在损伤，而压气机叶片价格及其昂贵，更换新件将大大提高成本。
因此，本文介绍了降低航空发动机压气机叶片使用成本的检修技术，包含叶片的清洗、外观故障检查（以下简称故检），无损检测、叶型修理、叶型测量、叶根喷丸强化，叶片表面振动光饰等在内的先进修理技术。
【关键词】航空发动机压气机叶片修理技术航空发动机的压气机叶片工作条件非常恶劣，处于高温、高压、高转速、高离心力的状态。
特别是军用战斗机的发动机，因为作战机动，不断出现快速调整姿态等需求，导致为战斗机提供动力的航空发动机出现快速交变温差，工作条件的恶劣程度更是呈指数级增长。
因此，在航空发动机叶片的设计和制造上，都采用了性能优异但价格昂贵的钛合金和高温合金材料以及复杂的制造工艺。
在维修时，采用先进的修理技术对存在缺陷和损伤的叶片进行修复，可延长使用寿命，减少更换叶片，提高经济收益。
为了有效提高航空发动机的工作可靠性和经济性，压气机叶片先进的修理技术日益受到重视，并获得了广泛的应用。
1.修理前的处理与检测压气机叶片在实施修理工艺之前，需开展必要的预处理和检测，以清除其表面的附着杂质；对叶片损伤形式和损伤程度做出评估，从而确定叶片的可修理度和采用的修理技术手段。
1.1清洗压气机叶片使用过后，容易吸附空气中的杂质，从而在叶片表面黏附有沉积物，部分沉积物经过高温氧化腐蚀后产生热蚀层，这些沉积物影响了气流的运动，导致压气机的效率下降，同时沉积物也掩盖了叶片表面的损伤，不便于检测。
因此，叶片在进行检测和修理前，要清除沉积物。
1.2故检叶片修理前，需针对其外部的损伤类型，损伤程度等进行故检，以判断是否可以继续使用，及确定相应的修理方案。
故检是维修过程的重要工序，整个发动机的制造（维修）成本控制，很大部分来自故检工序，因此众多维修厂都对故检工作极为重视。
1.3无损检测无损检测是在不损害或不影响叶片使用性能,不伤害叶片内部组织的前提下，利用叶片内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，对叶片内部及表面的结构、状态及缺陷的类型、数量、形状、性质、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。
航空发动机叶片加工工艺探讨
航空发动机叶片加工工艺探讨摘要：在国家飞机装备的制造加工过程中，航空发动机是十分关键的加工部分，其加工质量至关重要。
发动机叶片的制造问题是飞机零部件制造应用领域一道已知的“瓶颈”问题。
由于发动机叶片具有重量轻、壁薄、变异性大等特征，其制造技术一直是研究的重点。
随着科学技术的进步，数字化和自动化机床的引入都极大地改进了叶片制造工艺，在加工的过程中，保障发动机叶片的质量至关重要。
如何高效稳定地制造发动机叶片依然是一个加工难点。
基于此，阐述航空发动机叶片的主要形状与特征，并对航空发动机叶片的加工工艺做出了详尽的分析具有重要意义。
关键词：航空发动机；发动机叶片加工特征；加工工艺探讨；加工检验引言航空发动机是飞行装备加工制造过程中最重要的零件，其叶片也是发动机中数量最多、工艺最复杂的一部分。
在航空发动机的基本构造中，压气机主要由整流叶片组成，数量最多。
正因如此众多性能优异的叶片，航空发动机可以进行多种用途。
航空发动机可以利用叶片的功能对空气进行挤压与扩张，并从中产生动能，从而驱动飞行器正常工作运行。
叶片作为发动机部件中的重要部分，不但数量庞大，而且造型复杂多变。
也正因为叶片加工工艺的复杂性，在叶片加工生产过程中会出现很多影响叶片品质的问题。
作为发动机叶片研究者，保证发动机叶片质量至关重要，这也是发动机叶片加工工艺的难点。
这就要求研究人员必须在实际处理过程中不断结合经验，不断增加人力与财力的投资，以此保证发动机叶片的加工质量。
一、航空发动机叶片加工的主要特征航空发动机开发中所采用的叶片加工技术，和普通发动机批量生产中所采用的叶片加工技术有较大差别[1]。
专业厂家的叶片生产周期一般为十二至十四个月。
而航空发动机开发的叶片加工周期一般为六个月至十二个月。
在飞机发动机研制过程中，叶片的制造批量往往相当小，而且通常是几个或一个的小批量生产。
在航空发动机的研制过程中，叶片技术应该尽量选择国际通用的高效率加工机床，以减少叶片的加工周期，从而降低生产成本。
分分钟，看懂航空发动机叶轮的诞生过程
分分钟，看懂航空发动机叶轮的诞生过程飞机发动机叶轮加工小方法（一）叶轮整体锻压法1. 外径整体锻压法将锻压成型的圆坯加热到锻压温度由叶轮外径向内逐步锻压成叶轮坯料，然后再进行初锻成型和精锻叶片和轮毂。
锻压法由如古代打剑千锤百炼。
叶轮锻压后其叶片根部的材料纤维方向排列与拉力方向相同，可提高叶片的抗拉强度，提高叶轮转速增加压力。
2. 内侧整体锻压法将锻压成型的圆坯加热到锻压温度由叶轮轮毂处向外逐步锻压成叶轮坯料，然后再进行初锻成型和精锻叶片和轮毂。
内锻法较复杂且工序比外锻法多，但叶片与轮毂的整体材料纤维方向排列优于外锻法，叶片的抗拉强度优于外锻法。
3. 平面整体锻压法将锻压成型的圆坯加热到锻压温度由叶轮平面处逐步锻压成叶轮坯料，然后再进行初锻成型和精锻叶片和轮毂。
平面锻压法工艺简单成本低，但叶片与轮毂的整体材料纤维方向排列略低于内锻法和外锻法。
锻压法叶轮其叶片的抗拉强度优于整体铸造成型叶轮和镶嵌式叶轮，且有重量轻、转速高、叶轮压力高、耐高温、使用寿命长、材质密、材料纤维方向排列科学且叶轮强度高等优点。
4. 试制方法先用简易模具用手工敲打制作整体3叶片或4叶片叶轮进行超速试验。
待合格后设计多叶片锻压模。
叶轮整体锻压法较复杂，锻压方向、锻压温度、锻压余量、锻压次数、锻压力的控制、热处理方法和工艺都对叶轮质量有影响，需多次试验才能制造出较为理想的叶轮。
（二）叶轮整体热挤压法将锻压坯料加热到热挤压温度下限置于热挤压模内由轮毂处向外逐步挤压成型，然后进行精密机加工。
此方法叶轮材料密度和强度高于铸造法。
（三）使用新材料是否有耐高温高强度纳米新材料，若有一切都成功。
飞机发动机的叶片制作流程
飞机发动机的叶片制作流程以飞机发动机的叶片制作流程为题，本文将详细介绍飞机发动机叶片的制作过程。
飞机发动机叶片是发动机的核心部件之一，负责将燃烧室内的高温高压气体转化为动能，推动飞机前进。
叶片的制作过程需要经过多个环节，包括材料选择、设计、加工和装配等步骤。
飞机发动机叶片的制作需要选用高温合金材料。
由于叶片在工作过程中需要承受高温高压气体的冲击，因此材料的耐高温性能是关键。
常用的材料包括镍基合金、钛基合金和陶瓷基复合材料等。
这些材料具有优异的耐高温性能和机械性能，能够在极端工作环境下保持稳定。
飞机发动机叶片的设计是关键步骤。
设计师需要根据发动机的工作原理和性能要求，确定叶片的几何形状和参数。
叶片的几何形状包括叶片的长度、宽度、弯曲角度、扭转角度等。
这些参数的选择将直接影响叶片的气动性能和机械性能。
设计师可以借助计算机辅助设计软件进行叶片的三维建模和仿真分析，以确保叶片设计的合理性和可行性。
接下来是叶片的加工过程。
叶片的加工通常采用数控机床进行精密加工。
首先，将选定的高温合金材料切割成相应的形状和尺寸。
然后，利用数控机床进行切削、铣削、钻孔等加工工艺，将材料加工成最终的叶片形状。
在加工过程中，需要保证叶片的精度和表面质量，以确保叶片的气动性能和机械性能。
最后是叶片的装配过程。
叶片的装配是将叶片与发动机的其他部件进行连接和固定。
通常采用铆接、焊接或螺栓连接等方式进行叶片的装配。
在装配过程中，需要保证叶片的位置和角度的精确度，以确保叶片在工作过程中能够正常运转。
总结起来，飞机发动机叶片的制作流程包括材料选择、设计、加工和装配等步骤。
叶片的制作需要选用高温合金材料，经过设计师的设计和计算机辅助设计，利用数控机床进行精密加工，最后与其他部件进行装配。
这一系列的步骤保证了叶片的质量和性能，确保了发动机的正常运转。
飞机发动机叶片的制作是一项复杂而关键的工艺，对于飞机的安全性和性能有着重要的影响。
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航空发动机压气机叶片叶身边缘标准件工艺路线分析
作者：吕鹏朱其奎尹晶辉
来源：《中国科技博览》2018年第02期
[摘要]航空发动机高压压气机的工作叶片是直接把引入气流压缩为动力之源的重要零件，工作叶片的叶身型面及轮廓对叶片压缩空气的能力影响很大，在实际应用中采用样板检测叶身型面，采用边缘测具检测叶身轮廓，检测过程中需要使用叶身边缘标准件进行对比测量来保证叶身轮廓的正确性。
压气机工作叶片叶身边缘标准件，是一种典型、复杂标准件，本文以此标准件加工作为工艺研究对象，针对该标准件的特点：形状复杂、尺寸公差小，技术条件要求高以及加工基准、测量基准基面小等特点，编制工艺路线时，从实际情况出发，重点工序、关键工序大胆采用数控线切割、数控光学磨等数控设备，提高加工精度及生产效率。
[关键词]工艺基准测量基准燕尾空间角度线切割型面数控光学磨型面
中图分类号：V253.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0244-01
一、压气机工作叶片叶身边缘标准件结构分析
此标准件是由型面、度面、燕尾、工艺孔及台阶面等组成。
零件特点是形状复杂，尺寸精度及技术条件要求高，加工基准及测量基准的基面很小，难以加工与测量。
由于此标准件工装的基准是2-Φ8H7，在加工中难以保证其正确的位置及尺寸公差。
因此工艺人员按施工要求预先在主视图下加长Φ25×40并在其端面作中心孔，按按两端中心孔定位，找正作2-Φ8H7为2-Φ13，淬火后，精研两中心孔及2-Φ13，并配软销。
以两中心孔为基准加工2-Φ8H7，位置及偏移不大于0.01，之后去除下端中心孔，以工艺孔为基准，通过平磨及数控光学磨完成工件精加工（图1）。
二、压气机工作叶片叶身边缘标准件工艺路线解析
采用老工艺路线加工此类标准件时，燕尾及型面均由精铣加工留磨0.7-0.8，由于铣加工留磨余量不均匀，造成平磨燕尾及型面留磨余量大，降低平磨生产效率。
尤其平磨型面时，需要先根据各截面距数值，工艺员计算出各截面的角度，用各截面的角度线分别相连接，近似代替型面曲线，型面曲线留钳工研磨余量0.05-0.06，再由钳工研磨型面，达到圆滑转接，型面各尺寸、角度符图。
因此，平磨型面各截面角度时，每一个截面均需工艺员计算一个角度值，再由平磨磨削各截面。
由于截面多，公差小，平磨磨削时，尺寸及角度很容易超差或产生废品；如果平磨留磨余量大，就会给钳工研磨时造成极大困难，研磨加工型面时，需要钳工具有高超的加工技能，
才能加工出合格型面。
钳工研磨时，劳动强度大，产品质量靠钳工技能保证，生产效率及其低下，产品质量不稳定。
此标准件材料为CWMn，淬火后硬度为HRC58-62，淬火后不能镗加工2-Φ8H7孔。
以前加工此类标准件时，镗加工2-Φ8H7孔在淬火前进行。
即淬火前平磨镗孔基面，镗加工2-
Φ8H7孔，孔径留研0.03，其余符图。
由于热处理产生的变形，保证不了2-Φ8H7孔中心线对顶心孔的偏移在K方向不大于0.01的要求，造成标准件超差。
新工艺路线的特点是：工艺路线严谨，思路清晰。
通过增加辅助基准Φ25×40，工艺孔处压入软销后镗孔等工艺，解决了加工基准及测量基准的基面小，难以加工与测量，工艺孔无法按蓝图位置要求加工合格等问题。
使不便于加工与测量的难题得以解决，用数控光学磨代替平磨加工零件型面，极大地提高了生产效率并且保证了零件的精度。
其中，关键工序为第19工序平磨：按Φ25×40找正，磨削各基面，此工序完成工艺基准转换；22工序线切割线切割割型面留磨0.25，装夹、找正及工艺计算是关键；第24工序：数控光学磨型面符图，要求数控光学磨操作者具有高超的操作技能。
压气机工作叶片叶身边缘标准件加工工艺路线如表1：
三、压气机工作叶片叶身边缘标准件检测
标准件型面尺寸及角度由万能工具显微镜检测。
由于设计基准及测量基准的基面较小，并且型面与设计基准B成一角度27°20′，无法直接检测型面尺寸及角度。
所以按2-Φ8H7孔中心线找正，上端中心孔定位。
即在上端中心孔处放入一个Φ5小钢球与60°锥体相切，根据标准件的N点到上端面的实际值，通过工艺员计算，确定Φ5小钢球中心与N点的数值。
再以Φ5小钢球中心定位，串各截面距，检测型面各尺寸、角度。
万能工具显微镜测量误差为0.002，Φ5小钢球与60°锥体相切，Φ5小钢球中心位置十分稳定，以Φ5小钢球中心定位，所以测量数据非常精确。
通过计量中心复检，证明上述测量数据非常精确，此种检测方案测量数据非常理想。
标准件燕尾尺寸、角度、技术条件的检测。
燕尾尺寸、角度的检测均在正弦规上进行，检测燕尾尺寸、角度，必须在图纸A向上检测，以Φ5小钢球中心定位，确定图纸N点位置。
标准件其余尺寸、角度、技术条件的检测均在检验平台上进行，以Φ5小钢球中心定位，确定图纸N点位置。
四、结束语
此加工方案在生产中得到验证，该标准件顺利加工合格。
我们将此标准件工艺路线固化，以后类似结构各种复杂标准件工艺路线均可按此工艺路线编制，提高工艺员编制工艺路线的效率，使我们生产的标准件产品质量稳定，产品精度高，生产效率高，生产达到快速反应。
参考文献
[1]《机械制造基础》………人民教育出版社.
[2]《金属材料与热处理》…中国劳动出版社.
[3]《公差与配合》…………中国劳动出版社.
[4]《机械制造工艺学》……机械工业出版社.
[5]《叶片制造技术》………科学出版社.。