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渦輪葉片拋光:無視曲率變化的流體拋光技術

關鍵詞 流體拋光 , 葉片|2020-06-04 10:09:45|應用技術
摘要 表面粗糙度是葉片性能衰退的重要因素在航空發動機啟動的那一刻,葉片的性能衰退就開始了!極速旋轉的葉片與空氣之間劇烈摩擦,可產生數百度的高溫。而葉片的表面粗糙顆粒,會因摩擦、碰撞進一步...

表面粗糙度是葉片性能衰退的重要因素

在航空發動機啟動的那一刻,葉片的性能衰退就開始了!極速旋轉的葉片與空氣之間劇烈摩擦,可產生數百度的高溫。而葉片的表面粗糙顆粒,會因摩擦、碰撞進一步侵蝕,迅速擴大原有的表面缺陷。與此同時,葉片的葉頂與機匣、輪轂之間的間隙,也會在摩擦、腐蝕、熱疲勞這三重因素下,進一步增大。

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因此,優質的渦輪葉片對表面粗糙度有著極高的要求。粗糙度越低,在劇烈的摩擦、碰撞及侵蝕過程中,“易損”因子就越少,性能衰退的周期就會越長。但粗糙度的高低只是其中一個標準,粗糙度的均勻性同樣至關重要。 而葉片復雜的曲率變化,為葉片拋光帶來了極大的難度。

傳統砂輪砂帶拋光高度依賴仿形能力

目前西方對于葉片拋光,比較流行的方式,是使用CNC控制的6軸聯動機床,通過砂輪砂帶磨削拋光。結合計算機與自動化技術,以仿形磨削的方式對葉片復雜曲面進行精整加工。


但這種仿形拋光方式,對設備的自適應要求極高,設備各機構必須具有高精度的識別與配合能力。不僅成本非常高,而且因磨具損耗提供實時補償的技術,非??简灁祿旆e累。

同時,隨著葉片型面越來越復雜(如弓形葉片、掠形葉片、寬弦葉片等),葉片制造工藝的越來越多樣(如3D打印葉片)等,單一形式的拋光方法已經不能滿足葉片全部位的拋光。

流體拋光技術帶來更多可能

如果說砂輪砂帶拋光必須高度依賴仿形能力的話,那么斯曼克流體拋光技術則可以無視曲率的復雜變化!

斯曼克流體拋光,是一種通過擠壓半流體磨料,流經葉片曲面進行精細研磨,從而達到拋光效果的拋光工藝。半流體磨料在壓力的作用下,可以充分貼合曲面表面,天然地擁有“仿形能力”。無論葉片曲率怎樣變化,都能帶來一致性的拋光效果。

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對于傳統拋光方式來說,預留余量可能為0.08——0.12mm,而對于流體拋光來說,預留余量可以更低!

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流體拋光不再是簡單的拋光工藝

對于渦輪葉片來說,流體拋光不僅僅是一道拋光工藝,而完全演變為一種最終成形的加工方法。是保證葉片最終加工質量的最后一個環節。

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通過中國工程技術人員幾代人的努力,中國葉片制造技術取得了長足的進步。但是在學習西方先進技術經驗的基礎上,勇于打破常規思維,從不同的角度尋找技術解決方案,才更有機會實現彎道超車!


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