调频调幅轴向花键挤压试验研究

花键类零件在动力传动机构中应用广泛,承载能力大,导向性好,定心精度高。常用加工方式主要是切削加工工艺和挤压、滚压的无切削加工工艺,受工艺方法的限制,在薄壁零件外花键加工中,极易造成工件变形,无法满足加工精度要求,特别是在航空难加工材料薄壁细长轴内外花键成形中,由于高温合金材料加工工艺性差,切削力大,是加工的一个难点。调频调幅轴向振动挤压成形加工工艺在加工过程中,模具挤压时附加振动,可有效降低挤压变形抗力,改善加工精度。研究振动挤压过程中的工艺参数,与传统工艺进行对比,同时得到各个工艺参数对加工工艺的定性关系,为优化振动挤压工艺参数和机床调整提供理论依据。进行了调频调幅轴向挤压主要工艺参数的测量试验,得到了调频调幅振动挤压的工艺参数并进行了分析研究,对薄壁细长轴外花键振动挤压成形工艺设计有重要的指导意义。     

调频调幅式轴向振动挤压花键成形过程实验研究

研究了在低频振动花键挤压成形过程中成形力的变化规律和振动加工的降载机理。利用课题组研发的调频调幅振动挤压成形机为实验设备,搭建了成形力测量系统,实测花键振动挤压时成形力的变化,并对数据进行分析。结果表明:成形力的大小主要与振动的振幅有关,尤其是回退行程,当回退行程足够大时,模具与工件间的摩擦力将工件拉伸至屈服段,立即反向挤压,由于包辛格效应(Bauschinger),成形力显著降低;另外,良好的润滑条件可以有效降低成形力,模具回退瞬时离开材料变形区时,润滑液进入,降低了材料与模具间的摩擦,从而降低成形力。实验研究表明,对于模数为0.47、齿数为36的小模数渐开线外花键挤压成形,采用频率10 Hz、前进行程1.38 mm、回退行程0.67 mm时,成形力降低了27%,降载效果显著。     

基于旋转锻造工艺的航空发动机薄壁空心细长轴加工精度研究

将旋转锻造(旋锻)成形方法应用于航空发动机薄壁空心细长轴的加工制造是一种新的工艺尝试。首先,介绍了旋转锻造的原理和工艺特点,然后,根据薄壁空心细长轴阶梯内孔同轴度加工的特点,进行了试验设计,并在自主研发的旋锻机上进行了试验,结合有限元数值分析方法对试验结果进行了分析和讨论。最后,对试验结果在产品上进行了验证。研究结果表明,旋锻工艺方法对保证航空发动机薄壁空心细长轴的精度是有效的,特别是对提高内孔的同轴度精度、保证壁厚均匀性,以及在改善工件的表面粗糙度和提高零件的力学性能等方面,与现有薄壁细长轴内孔加工方法相比有显著的优势:对锻造材料,脉冲加载锻打要比连续加载锻压的工艺塑性提高2.5~3倍;圆度:±0.005~±0.1 mm;同心度:提高50%;内表面的粗糙度小于0.05μm。     

单叶片五轴无余量加工技术研究

新一代航空发动机功率越来越大,结构越来越复杂,对于叶片的要求也越来越高,为保证发动机在高温、高压下的稳定性,叶片部位均采用了较高硬度的难加工材料,以提高叶片的强度及刚性,并减薄叶片的厚度,以增大气流通道的面积,这就使得发动机叶片逐步向高硬、超薄和高精方向发展,因此有必要对单叶片的加工技术进行研究。     

航空发动机机匣钣金成形及屈服准则

钣金机匣作为航空发动机的主要构成零部件,其结构复杂、材料难于成形,且成形后内部存在不同程度的残余应力,随着计算机的发展,数值模拟成为辅助板料成形研究的主要手段,屈服准则是数值模拟的基础。本文对航空发动机机匣钣金成形性能做以叙述,对各向同性材料屈服准则、各向异性材料屈服准则、先进的各向异性材料屈服准则进行归纳,提出屈服准则应以屈服轨迹、单轴屈服应力、塑性各向异性参数等为选择依据,并提出未来屈服准则可沿新的屈服准则、描述非线性加载情况下的屈服轨迹、创新实验研究方法等方向发展。     

薄壁细长轴壁厚测量技术研究

针对航空发动机中薄壁细长轴类零件的壁厚需要精密高效测量的问题,提出了一种双测头快速高精度测量方法。该方法以大长径比碳纤维测杆支撑小型非接触光学测头进行细长轴内壁测量,以龙门式框架安装接触式测头同时进行细长轴外壁测量,并采用高精度气浮平台作为工作台带动零件移动,从而实现对细长轴类零件的壁厚进行测量。采用该方法研制了测量设备,并详细介绍了机械、电控和软件设计。通过实验和第三方检测,该测量设备可对长度1 500 mm、内孔直径14 mm的细长轴进行壁厚测量,验证了本方法的有效性。     

图像处理技术在燃油喷嘴质量检验中的应用

喷雾锥角和喷雾均匀度是燃油喷嘴的两个重要指标。传统的燃油喷嘴质量检验方法采用目测的方法进行,精度不高,重复性差,严重地影响了产品质量。本文介绍了一种利用图像处理技术对燃油喷嘴质量进行检测的方法。检验结果表明,该方法准确性高,重复性佳,能很好地保证燃油喷嘴的质量,值得在工程中大力推广使用。     

以花键分度圆为基准的孔位置度测具设计

针对以花键分度圆为基准的待检测件孔位置度是否合格的问题,设计了一种孔位置度检测装置,并提出其检测方法。采取花键跨棒距固定不变、滚棒与花键的齿槽相配合,通过调节滚棒尺寸来消除齿槽宽公差间隙的定位方式,配合测量销能否通过测量孔来判断孔的位置度是否合格,解决了检测以花键分度圆为基准的待检测件孔位置度是否合格的难题。