电火花加工航空发动机燃烧室多层气膜孔

在高推重比航空发动机的研制中，许多零件上要加工多层气膜孔。如某机燃烧室工作温度在８５０℃以上，其内外壁上有８０００多个１．０～２．０ｍｍ的多层均匀分布的气膜孔进行冷却，气膜孔的位置、孔向和孔径的精度直接影响发动机的工作性能。加工气膜孔的发动机零件属薄壁件，材料硬度高，气膜孔孔径小，孔数多，需采用电火花加工。英国产ＲＤ１－Ａ型电火花机床具有电火花打孔和磨削两种功能。经过大量的工艺试验和ＥＤＭ参数优选，用ＲＤ１－Ａ型电火花机床对环形多层气膜孔进行电火花加工，其位置精度、表面粗糙度和变质层厚度等均满…     

复层气膜孔的电火花加工技术

介绍某高精度航空发动机燃烧室复层气膜孔的电火花加工技术.通过采用RD1-A型多电极数控电火花加工机床,优选EDM参数,有效地提高了气膜孔的加工质量和效率.     

气膜孔扩散结构分块成形加工中伺服轨迹修正算法优化

气膜冷却孔用于保证航空发动机涡轮叶片在高温、高压环境下工作。带有复合角出口扩散结构的气膜冷却孔具有更好的冷却性能。采用棒状方形截面电极的电火花分块成形加工扩散结构是一种气膜孔加工新方法,具有工具电极成本低、工作液易于更新和可连续加工的工艺优点。针对电火花分块成形加工中保持微小放电间隙时的工具电极三维空间伺服进给轨迹误差问题,提出了加工轨迹误差修正算法,并通过实验重点优化了算法参数。典型气膜冷却孔加工的结果验证了轨迹修正算法可提高精度的有效性。     

气膜冷却孔电火花加工参数优化及重熔层厚度测量实验

气膜冷却孔加工表面粗糙度、重熔层厚度直接影响航空发动机服役寿命。兼顾叶片气膜冷却孔加工效率和重熔层厚度,研制了加工参数在线可调的窄脉宽高峰值电流脉冲电源系统,进行了气膜冷却孔电火花加工参数优化实验,寻找重熔层厚度和加工效率的显著影响因素。在此基础上,采用灰关联度分析法进行多目标优化,利用优化后的加工参数,得到了较理想的实验结果。     

一种利用电化学钝化极化现象的超深小孔电火花复合加工工艺

通过对超深小孔电火花复合加工工艺的试验研究,研发了一种液体成膜的低浓度电解质环保水溶液,作为电火花高速小孔机专用工作液,用于超深小孔的电火花复合加工,成功解决了大深径比超深小孔的电火花加工工艺难题。而其中独具特点的"电极管平头低损耗"现象,也为解决诸如钨钼类高熔金属超深小孔及航空发动机叶片气膜孔加工等难题找到了一种新的工艺方法。     

涡轮叶片气膜孔制造及检测技术发展与展望

涡轮叶片作为航空发动机最核心的热端部件,在叶身加工气膜冷却孔是提高叶片承温能力的必然趋势。目前主流制孔工艺方法包括电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）与激光加工。其中,电火花制孔工艺最成熟,成本效率优势最为明显,广泛应用于多种型号叶片;电化学制孔可以满足“无重熔层、无微裂纹、无热影响区”的孔壁质量验收要求,但对异型孔加工能力不足限制其应用前景;长脉冲激光主要应用于静子件及燃机叶片的制孔,近些年随着超快激光技术的迅猛发展,孔壁加工精度及质量得到显著提升,使其在叶片转子件的制孔中也获得应用。此外,采用磨粒流、磁力研磨等气膜孔后处理工艺可消除孔口相贯线锐边,避免应力集中效应导致锐边起裂。目前,气膜孔检测技术的工程化应用滞后于加工技术,但对于叶片制孔质量控制与验收标准制定具有重要意义,亟需建立相关标准将先进测试表征方法应用于工程生产中,并长期助力智能制造技术发展。     

单晶涡轮叶片气膜孔加工技术及其发展

对比分析了传统电火花、电液束及长脉冲激光加工在航空发动机单晶涡轮叶片气膜孔加工品质、加工精度或加工效率等方面的优势与不足,指出飞秒激光技术可为单晶叶片高品质气膜孔加工提供解决方案。为此,重点分析了飞秒激光"冷加工"特性及机理,并介绍了能量损伤阈值的基本理论及试验测定方法;同时,概述了飞秒激光烧蚀机理的数值计算模型及方法,提出结合双温度场模型的分子动力学方法是数值模拟的发展方向。     

叶片气膜孔数控电火花小孔加工机床机械结构设计

针对传统多轴数控电火花高速小孔机结构布局不合理、加工精度不稳定、占地面积大等问题,设计了专用于叶片气膜孔加工的数控电火花小孔机床。结果表明：通过有限元分析优化设计,机床具有更优良的静态机械性能;通过紧凑型总体布局设计和合理化结构设计,减少机床占地空间;通过配置刀库、导向器库、扶丝器、卡盘等自动化装置,减少人工操作、短缩加工辅助时间,适用于自动化生产线。     

电火花小孔加工脉冲电源的微观控制方法研究

为解决电火花加工航空发动机涡轮叶片气膜孔等高温合金材料小孔的诸多难题,提出了一种基于CPLD硬件实现的微观控制方法,用于电火花小孔加工脉冲电源的研制.该方法应用CPLD设计了一种外部可触发型高速同步多回路脉冲控制电路,通过快速检测放电前的间隙状态和放电过程中单个脉冲的放电状态,可有序控制放电过程中每个脉冲的工作进程,优...     

电子束打孔技术及应用

对于航空发动机零部件中难以钻削加工的小孔,比较成熟应用于生产的工艺方法有:电火花、电解、激光等。而近年来国外某些发动机制造工厂(如法国透博梅卡公司),已将电子束加工技术成功地应用于燃烧室零件的气膜冷却小孔加工,它具有如下明显的优点: 1.不仅可加工高硬的金属材料,而且能加工陶瓷、塑料等绝缘材料。 2.对斜孔加工毫无困难。     

高压涡轮导向叶片气膜孔皮秒激光加工试验

针对高压涡轮导向叶片气膜孔加工问题,进行了皮秒激光加工DD5高压涡轮导向叶片的试验,采用正交试验法研究了激光功率、离焦量及单层进给量对叶片气膜孔加工的重熔层、锥度和加工效率的影响规律。结果表明：气膜孔的加工效率随着激光功率和单层进给量的增加呈上升趋势,孔由正锥形变为圆孔或微倒锥后再变为正锥形;皮秒激光处于负离焦状态时,气膜孔的重熔层更易控制,且孔更易接近圆孔或倒锥形;当加工参数为激光功率60 W、离焦量-0.2 mm、单层进给量0.03 mm时,加工的气膜孔呈现直圆孔,无重熔层、热影响区和微裂纹。     

电火花摇动加工微细阵列轴和孔的试验研究

针对微细阵列轴和孔的电火花加工,提出了利用数控电火花加工机床摇动功能的摇动加工微细阵列轴和孔的方法.此法是基于电火花反拷贝加工的原理,先用丝电极在薄平板(中间电极)上按要加工的阵列轴和孔间距或数倍间距加工阵列小孔(直径0.1 mm以上),然后用加工的薄平板(中间电极)作电极,电火花摇动加工微细阵列轴(电极),最后用此微细阵列电极加工阵列孔.进行了电火花摇动加工微细阵列电极试验,得到了单电极直径为50 μm、长径比为16的3×3阵列电极,并用此电极在70 μm厚的不锈钢板上加工出单孔直径为70 μm的3×3微细阵列孔.试验结果表明,电火花摇动加工方法可实现微细阵列轴和孔的加工.     

DD6单晶带气膜孔平板试件高周疲劳性能研究

利用电液束、激光、电火花三种不同制孔工艺制备了DD6镍基单晶高温合金气膜孔平板试验件,在980℃下对试件的高周疲劳性能进行了测试,并对疲劳极限与断口形貌进行了分析比较.结果表明:不同制孔工艺对试件的高周疲劳性能影响显著,电液束制孔工艺的疲劳极限较高速电火花制孔、毫秒激光制孔工艺提升约5.3％和7.1％.不同制孔工艺的试...     

微细电加工应用技术研究

微细电加工要达到工业应用的目的,需兼顾加工效率和加工精度两方面的要求.以微细孔、微细三维结构的加工为目标,进行了微细孔电火花加工、三维微细结构电火花伺服扫描加工及微细电化学加工技术的研究开发.设计出微细电极的损耗补偿进给和导向机构,开发出三维微细结构的电火花伺服扫描加工工艺,研究了采用阵列微细电极的微细电化学加工方法.微细孔电火花加工可连续加工直径小至100 μm的孔.伺服扫描电火花加工可便捷地在小于1 mm2区域内加工出三维微细结构.提出的微细电化学加工技术路线拟将微细电解加工应用于阵列微细孔和三维微细结构的加工.     

群孔的微细电火花加工技术研究

对微细电火花群孔加工工艺进行了分析和研究。用微细电火花加工机床加工出单电极,并用该电极加工出2×2直径约100μm的阵列孔,在此过程中采用加大加工长度和适度欠补偿的方法,获得了质量较好的阵列孔。用此阵列孔作为工具加工出了2×2直径约100μm的群电极,然后用此群电极一次加工出2×2直径约100μm的群孔,从而实现了微细电火花阵列孔的加工。     

微细阵列型孔的冲压与电火花复合加工技术研究

提出一种微细冲压加工和微细电火花加工交叉结合的微细阵列型孔复合加工方法。尺寸较大的过渡型腔采用微细冲压加工，以提高加工效率和保证加工尺寸的一致性；型孔喷口的最小特征尺寸采用微细电火花逐层扫描加工得到。设计制作了专用的微小型腔冲压实验装置，从机构设计上保证加工工艺对微小型腔冲压深度的精确控制。进行了非圆截面阵列微细型孔的加工实验，验证了所提出的工艺方法的可行性和合理性。     

蠕动式压电驱动微小型电火花加工装置的单片机控制系统

根据电火花微细孔加工伺服性能特点，介绍了一种单片机控制的蠕动式压电驱动电火花加工伺服控制系统。文中叙述了该控制的基本原理，给出了其输入输出通道的电路设计及其软件设计思想，并成功地进行了加工试验。     

变截面异型孔激光精密加工技术研究

某型号导弹用涡扇发动机火焰筒头罩材料为高温合金。为了保证高温部件正常工作,在头罩上需要加工大量气膜孔冷却,冷却孔分布密集,孔径精度要求高,孔的轴线多为空间方向。通过开展激光加工参数控制研究,激光焦点位置定位研究,多轴激光加工编程技术研究,解决了空间密集气膜冷却孔的加工难题。     

当前国内外电火花加工小孔近况

当前国内外电火花加工小孔近况陕西省电加工专业学会孟有鸿在电火花成形加工时，经常会碰到要加工１ｍｍ以下的小孔，深径比５０：１到１００：１，有时甚至更深；同样在电火花线切割加工中，也会遇到打穿丝孔（特别是硬质合金模具更是必需）。随着电加工技术日趋进步，上...     

电火花铣削的应用研究

以实验为基础,对电火花铣削孔的工艺进行了研究,对实验结果进行了理论分析。并给出了合理的解释。研究表明：与传统电火花加工工艺相比,电火花铣削工艺在孔加工方面占有较大优势。