涡轮叶片气膜孔的电火花加工技术研究

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航空燃气涡轮发动机的工作性能要求越来越高,能提高性能的一个重要途径是提高涡轮叶片的耐高温性能。采用气膜冷却技术是提高涡轮叶片耐高温性能的重要手段。本文将研究国内的航空企业采用的气膜孔加工技术,着重于保证叶片气膜孔加工效率和加工质量。  首先,论文介绍了航空领域发动机涡轮叶片的工作要求,介绍涡轮叶片在航空发动机中的工作环境,了解气膜冷却技术,明确现阶段最适合国内航空企业加工气膜孔的方法是电火花加工。  接着,明确气膜孔的工艺要求,包括孔径、位置度和冶金要求。介绍了电火花加工系统的要求,分析电火花加工气膜孔需要的硬件,分别针对电火花机床、加工夹具和电极导套提出设计思路和设计要求,方便进行电火花加工时的选择。  针对气膜孔的工艺要求,分析加工过程中的孔径、位置度和角度的控制方法。从加工极性、电流峰值强度、脉冲宽度、脉冲休止、伺服进给和工作液等对冶金要求有影响的几个关联因素进行分析,明确加工中的注意事项。  最后,进行试验,用电火花打孔试验,确定了加工过程中,电流峰值强度和脉冲宽度对再铸层厚度影响程度,确定加工参数后固溶热处理试片,明确气膜孔在热处理后再铸层厚度有一定程度的减少。试验证明,可以先用可以加快气膜孔加工速度的电加工参数进行电火花加工,即使再铸层厚度超标也可,后续使用固溶热处理零件,让气膜孔的再铸层厚度减少,满足冶金要求,提高加工效率。
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