鈦合金發(fā)動機(jī)加工所需最合適的機(jī)床

我國在新型鈦合金發(fā)動機(jī)的設(shè)計中也采用了整體葉盤結(jié)構(gòu)。整體葉盤的剛性好，平衡精度高。它提高了結(jié)構(gòu)的氣動效率，省去了連接用的榫頭和榫槽，避免了榫槽損傷等潛在的故障，從而使整臺發(fā)動機(jī)推重比得到顯著提高。整體葉盤的毛坯從結(jié)構(gòu)上分為整體式和焊接式2類：（1）整體式毛坯一般采用鍛壓技術(shù)，鍛造出一整塊毛坯；（2）焊接式毛坯把采用不同性能材料的盤體和葉片焊為一個整體，或者把空心葉片焊在盤體上，以實現(xiàn)更特殊的性能。

國內(nèi)外整體葉盤制造采用的主要工藝有：精密鑄造、數(shù)控銑削、電解加工、電火花加工等。這些工藝各有其優(yōu)缺點，而數(shù)控銑削加工靈活快速、可靠性高，因此發(fā)達(dá)國家多采用五坐標(biāo)數(shù)控銑削加工整體葉盤。整體葉盤毛坯一般采用高強(qiáng)度難加工材料，不允許有裂紋和缺陷，葉片薄、扭曲度大、葉展長、受力易變形，而且由于葉片間的通道深而窄、開敞性很差，材料切除率很高，嚴(yán)重影響了數(shù)控銑削的可加工性。數(shù)控銑削加工技術(shù)包括高精度五坐標(biāo)機(jī)床技術(shù)、工藝技術(shù)、五軸聯(lián)動編程技術(shù)、刀具技術(shù)等，它代表了相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的最新技術(shù)和最高水平，是新型高推重比發(fā)動機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。

鈦合金整體葉盤加工工藝分析
鈦合金整體葉盤的盤體和葉片材料通常采用(α+β)雙相熱強(qiáng)鈦合金，具有良好的高溫強(qiáng)度、耐腐蝕性、斷裂韌性、熱穩(wěn)定性和蠕變性能，能夠滿足損傷容限設(shè)計和高結(jié)構(gòu)效益及低制造成本等要求。某鈦合金整體葉盤毛坯采用焊接結(jié)構(gòu)，盤體粗加工和葉片毛坯采用線性摩擦焊方式成為一個整體葉盤毛坯。葉片為變截面扭曲結(jié)構(gòu)，彎扭度大、葉展長、葉片外緣薄、進(jìn)氣邊緣和排氣邊緣厚度更?。ú蛔?.5mm）。葉盤盤體外型面為圓錐面，葉片外輪廓也是一個倒圓錐面。

鈦合金是一種特殊的材料
鈦合金是一種不同的材料。這一點看起來似乎是非常明顯的，而且也是非常重要的。對于一個大型鋁制工件來說，其最重要的機(jī)床加工參數(shù)（除了機(jī)床的行程之外）可能涉及到主軸的轉(zhuǎn)速和驅(qū)動馬力。相反，對于鈦合金零件的加工而言，其最重要的參數(shù)則是主軸的扭矩以及鉆削加工時冷卻液沿著推力方向上的傳送量。以前，機(jī)加工車間對于鈦合金加工所需的相應(yīng)機(jī)床參數(shù)，也許從來沒有仔細(xì)地考慮過。lh-ti.com公司介紹說，也許有人希看成為這樣的一個人：跑到老板的眼前說，加工車間是不是需要添置一套新的加工設(shè)備？不過，他仍然以為應(yīng)該按照很多加工車間所?？吹哪菢油?，而不是通過一些已經(jīng)被驗證了的那種不太理想的工藝往加工生產(chǎn)鈦合金零件，假如試圖以這種方式為產(chǎn)業(yè)的變化提供服務(wù)，那么終極付出的代價將會更大。在需要加工波音787發(fā)動機(jī)前座的情況下，工廠的工作職員，就會在最初的時候，將重點集中在尋找可供選用的和剛性最好的加工中心上。這種鈦合金工件大多要求采用強(qiáng)力銑削的加工方式，其要求非常高，以至于他們?？赐ㄟ^機(jī)床的剛性來確定加工這一工件究竟能達(dá)到多高的效率。然而，根據(jù)對這一零件最好的加工操縱所做出的一項分析，包括一些新奇的切削策略，表明了其對扭矩的要求一定是很高的，但其最高需求的扭矩仍然在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床所提供的性能范圍之內(nèi)，基本上與波音公司目前已在生產(chǎn)中使用的機(jī)床相同。

加工車間往往先從機(jī)床開始考慮，而不是先從適合于該工件加工的機(jī)床用刀具開始考慮。然而，對于一個飛機(jī)上使用的鈦合金零件而言，或?qū)τ谌魏纹渌笮秃途哂刑魬?zhàn)性的高價值零件而言，其更富有成效的生產(chǎn)方法是：首先確定最適合于這一零件粗加工、精加工和鉆削加工的刀具以及加工策略，然后再通過那些選用機(jī)床所需的切削參數(shù)，看一看究竟應(yīng)推薦使用哪一種機(jī)床。他說，這一工作不一定由加工車間單獨完成。在工藝開發(fā)過程中，波音公司將與其供給商共同合作。當(dāng)然，刀具公司本身提供的資源也是十分寶貴的。具有更豐富知識的刀具供給商能夠提供適合于這一零件各種加工特點的高金屬切削率的刀具，以及有效使用這些刀具的正確方法和參數(shù)。分析是直接從這里開始的。對于各種不同的操縱和刀具而言，首先應(yīng)該考慮的是其理想的切削深度和進(jìn)給速度，以及其材料系數(shù)和其他一些輸進(jìn)數(shù)據(jù)，然后由加工車間計算出每一次主要的機(jī)加工操縱所需的驅(qū)動馬力和扭矩，以及每一次鉆削運動時所需的推力。lh-ti.com公司介紹說，這樣做至少可以提供兩個很有價值的好處：其中一個好處是可以簡化搜尋合適加工機(jī)床的過程，要么是選用一臺新的機(jī)床，要么就是選用車間里現(xiàn)有的一臺設(shè)備。數(shù)據(jù)表中的這些數(shù)據(jù)就可以清楚地說明應(yīng)該選用什么樣性能的機(jī)床才能適合這一工件的加工。