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谈谈现代航空发动机制造工艺中的一些问题

发布时间:2021-07-04 08:42:48 浏览数:

随着现代飞行器日新月异的发展,对于发动机的要求也不断地提高:功率增大,工作安全持久,燃料消耗降低,重量和尺寸减小。这一系列的要求对设计和材料方面都提出了严重的任务。而在发动机的制造工艺上也相应地产生了许多复杂的新问题,需要运用生产实践中的制造和经验,特别是科学技术的最新成就加以解决。

现代的航空发动机是在日益增高的速度、压力和温度的条件下工作的,它本身的技术特征和航空技术发展的条件决定着航空发动机的制造有其突出的特点:零件和整个发动机的制造准确度特别高,而零件大多是形状复杂的壁薄,制造时精雕细镂,要求高度的技术水平,现代的工具设备和巨大的劳动量。由于大量地采用高强度的合金和耐热合金,给加工带来很大的困难,严重地限制生产率的提高。此外由于机种型式不断地翻新,产量有一定的限制,但又必须有充分的准备,以便在必要时,能立即扩大生产,这都使航空发动机的生产特别复杂。

航空发动机制造工艺在今后的发展上,需要解决下面的一些主要问题。

首先是精确的毛坯制造问题。为了节省贵重的材料,减少或完全省去机械加工的劳动量,若干年来在这方面进行着大规模的实验研究工作。现在先进的毛坯制造方法如精密铸造,精密锻压,型材的碾压和挤压等以及采用复合式的毛坯,在航空发动机制造中已有较多的应用。但是还有不少复杂的问题需要进一步解决,并且把研究的成果在生产中广泛地加以推广。

随着合金耐热性能的提高,加工愈来愈困难,这一问题一直是生产中的关键,虽然作了不少努力,如改进刀具和冷却方法以及在加工前进行专门的热处理等,但都还没有收到很显著的效果。对于一般钢材,高速切削早已卓著成效,但是对于耐热合金如涡轮叶片用的,切削速度每分钟不过十公尺。因之为了提高生产率亟待进一步加以研究以期求得根本的解决,目前正致力于新刀具材料和新加工方法(如用电脉冲)的研究。

复杂型面的加工问题,在航空发动机制造中始终占据着极重要的位置。特别是在轴流式压气机的喷气发动机出现之后,叶片的制造成为生产中最突出的中心问题。每台发动机上有两三千个叶片,加工的劳动量占整个发动机的30%以上。叶片的形状复杂,加工质量要求严格,目前精加工的手工操作仍然占着很大的比重,对于这一问题,工厂和研究机构都给予极大的注意。对于采用砂带抛磨以及液抛,电化学抛等方法都进行了大量的研究工作。

为了解决复杂型面的加工问题,采用着科学技术的最新成就,如利用电子计算机对机床进行程序控制,特别适用于航空发动机零件的生产。新的高温材料金属陶瓷出现之后,超声波的方法,将会得到有成效的应用。

在制造过程中的各种工艺因素,对零件在以后工作中的使用性能极有影响,这一问题的研究近几年来已经提到日程上来。零件经过加工,不仅应保证尺寸形状的准确和表面的光滑,而且要求表面层的质量也符合要求。因为它关系着零件的耐蚀,耐磨和耐疲劳等性能。所以表面层的秘密正有待于全面的揭开。此外零件在加工中以及以后在工作中的变形问题也都和加工时的条件密切相关,也是工艺中所研究的主要问题之一。

随着新型发动机的出现,用钣料制成的零件和组合件,比重日益增大,因之钣料零件的制造工艺问题,需要根据材料的特点和零件的构形很好地加以解决,同时电焊和钎焊的重要性随之提高,而成为中心问题之一。

航空发动机在制造过程中,对于加工准确度,表面质量,材料性能,平衡,零件连结的质量等的检验,特别精确和严格。气动,液动,电动和光学等的检验方法都得到广泛的应用,超声波和同位素等也都开始为航空发动机生产服务。

航空发动机生产中的自动化问题,由于生产对象经常改变和产品数量有限,在解决上应该有其自己的途径。目前的趋势是进一步推行工艺过程典型化的工作,工艺装备的标准化和规格化以及采用组合机床构成自动线等。

最后,构造工艺性的问题,愈来愈引起设计师和工艺师的共同注意,累积了大量的经验和资料,进行了初步的整理和分析。这一问题关系着产品的质量和经济性,需要进行更大的努力加以研究和总结。

把祖国航空工业推向更高的水平,把工艺科学推向更高的水平,为人民的生活和生产活动和巩固国防,为人类的宇宙航行和探索自然的秘密,提供更好更强大的动力,是广大的生产工作者和科学工作者的伟大任务。

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