某钛合金薄壁前轴颈加工工艺的研究

发布时间：2020-04-01 17:27

【摘要】：随着冶金技术的发展,作为第三代金属,钛合金已经完全取代了铝、镁合金和钢构件,成为航空发动机,特别是高、低压气机单元体中应用最广泛的合金之一。近年来,随着航空技术的不断发展,薄壁件以其重量轻、节省材料、结构紧凑等优点在航空工业中得到了广泛的应用。另外,为了提高航空发动机的推力重量比,设计员在满足使用安全的前提下,尽量将零件设计为薄壁结构。由于薄壁零件刚性差的结构特点,其在切削力、切削热和夹紧力等各种因素的影响下容易产生加工变形,同时钛合金具有较差的导热性,在切削过程中加工部位的表面温度上升很快,较高的表面温度会加剧刀具的磨损,导致被加工零件的尺寸及技术要求难以保证。这些缺点均极大地限制了钛合金薄壁回转件零件在航空发动机上的应用范围。本文从钛合金的材料特性和切削特性及航空发动机所用钛合金薄壁前轴颈的加工现状及存在的问题入手,分析了航空发动机中钛合金薄壁前轴颈的加工特点,根据钛合金前轴颈的加工特点并借鉴先前类似零件加工经验,为大直径钛合金薄壁前轴颈制定了合理的工艺路线,同时根据大直径钛合金薄壁前轴颈的结构特点,设计了较为合理的装夹方式;根据零件的结构特点和钛合金难加工的特点,选择合适的刀具材料和制定合适的刀具方案,优化了精加工操作步骤、数控加工路径和加工参数,控制零件变形,保证了设计尺寸和技术要求。此外,为提高零件的表面完整性,对零件关键的部位开展了喷完强化工艺试验,为提升企业产品零件的抗疲劳性能提供了新的技术途径。本文研究的航空发动机大直径钛合金薄壁前轴颈加工工艺和工装夹具等成果,不仅很好地解决了企业的加工难题,保证了零件优质交付,而且对于提升同类钛合金薄壁回转件制造技术水平具有良好的工程应用和推广价值。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH16

【参考文献】

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本文编号：2610748