航空发动机为什么要采用整体叶盘？

2022年05月16日 16:40点击：316来源：山东蒂德精密机床有限公司>>进入该公司展台

　　01整体叶盘的优势

　　在整体叶盘出现之前，发动机的转子叶片需要通过榫头、榫槽及锁紧装置等连接到轮盘上，但这种结构逐渐无法满足高性能航空发动机的需求。发动机转子叶片和轮盘一体的整体叶盘随之被设计出来，目前已成为高推重比发动机的必选结构，在军用、民用航空发动机上都得到了广泛应用，主要有以下优点。

　　1. 减重

　　由于轮盘的轮缘处不需要加工出安装叶片的榫槽，轮缘的径向尺寸可大大减少，从而显著减轻转子质量。

　　2. 减少零件数目

　　除了因为轮盘和叶片成为一体，锁紧装置的减少也是重要原因。航空发动机对可靠性的要求为严苛，简化的转子结构对提高可靠性有很大作用。

　　3. 减少气流损失

　　消除了传统连接方式中的间隙会造成的逸流损失，提高了发动机工作效率，增加了推力。

　　既减轻了重量又提高了推力，如此有利于提高推重比的整体叶盘自然也不是容易摘得的“明珠”。一方面，整体叶盘多使用钛合金、高温合金等难加工材料；另一方面，其叶片薄且叶型复杂，这都对制造技术提出了高的要求。另外转子叶片出现损伤时无法单独更换，可能导致整体叶盘报废，修复技术又是另一个难题。

　　02整体叶盘的制造

　　目前，整体叶盘的制造主要有三大技术。

　　1. 五轴联动数控铣削加工

　　五轴联动数控铣削加工由于其具有快速反应性、可靠性高、加工柔性好及生产准备周期短等优点，在整体叶盘制造领域得到广泛的应用，主要有侧铣、插铣和摆线铣等铣削方式。而确保整体叶盘加工成功的关键因素包括：

　　1)具有良好动态特性的五轴联动机床

　　2)优化的专业CAM软件

　　3)专用于钛合金/高温合金加工的刀具和应用知识

　　2. 电化学加工

　　电化学加工法是一种的航空发动机整体叶盘通道加工方法，在电化学加工中主要有电解套料、仿形电解加工以及数控电解加工等几种加工技术。

　　由于电化学加工主要利用的是金属在电解液中阳溶解的特性，在应用电化学加工技术时，阴部分并不会产生损耗，且加工中工件不会受到切削力、加工热等的影响，降低了航空发动机整体叶盘通道加工后的残余应力。

　　另外，相比于五轴铣削加工，电化学加工的工时大幅减少，且在粗加工、半精加工和精加工阶段均可采用，加工后不必再进行手工抛光，因此，是航空发动机整体叶盘通道加工重要的发展方向之一。

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