高渦（wō）葉片氣膜孔加工工藝分析
2013-5-7 來源： 作者：
高壓渦輪葉片是航空發動機（jī）透平機（jī）中的關鍵部件，它工作環境十分惡劣。在發動機循環（huán）中（zhōng），高壓渦輪葉片承受著燃燒後產生的高溫高壓燃氣（qì）的衝擊，有效（xiào）的冷卻措施既可（kě）以保證發動機安全可靠的（de）工作，延長發動機的使用壽命，也可以降低高溫材料的成木。發動機的性能在很大程度上取（qǔ）決於渦輪進口（kǒu）溫度的高低，它受到渦輪葉片（piàn）材料和結構的限製。因此對渦輪葉片進行連續不斷的冷卻，使之可以在允許的工作環境溫度中超過材料的熔（róng）點仍（réng）能安全可靠地工作。
氣膜冷卻技術是具有代（dài）表性的重要結構改進之一，大（dà）大提高了發動機的性能：氣膜（mó）冷卻就是在渦輪葉片葉身上沿葉高方向分布了n排冷卻氣（qì）膜孔，從氣膜孔噴出的冷卻氣流在葉身表麵形成氣膜，阻隔高溫的燃氣，從而提（tí）高（gāo）葉片材料的耐高溫性能。冷卻氣膜孔的加工質量直接影響了高壓渦輪（lún）葉片的冷卻效果，並（bìng）影響（xiǎng）到葉（yè）片的工作壽命。
氣膜冷卻孔的加工方法通（tōng）常有激光加工(Laser）、電火花加工（gōng）(EDM）等方式。前者加工速度快，成本低，但（dàn）是由於激光的燒熔作用，孔內粗糙度（dù）不均勻，形成（chéng）較厚的重熔（róng）層，實際測量的孔直徑要小於孔的實際通流直徑；後者加工精度高，孔內（nèi）粗糙度（dù）均勻，且重（chóng）熔（róng）層較薄（báo），可以加工（gōng）成形孔，但是加（jiā）工時間（jiān）較長，成本較高。
為了得到（dào）較好的氣膜孔加工質量，目前在航空製造業中高渦葉片氣膜孔大都采用（yòng）電火花方式進行加工。在氣膜孔（kǒng）的電火花（huā）加工過程中存在以下幾個向題（tí）：①工作液壓力降低、基體雜質、內腔表麵型芯殘留附著物等（děng）會導致（zhì）加工時間（jiān）延長，造成重熔層增厚超標，甚至出現微裂紋（wén）。②在氣膜孔（kǒng）補加工時，電極與（yǔ）原（yuán）孔完全重合困難，容易（yì）產（chǎn）生二次放電，對（duì）零件表麵狀態會造成影響。③目（mù）前國內（nèi）沒有氣膜孔內腔斜孔銳角尖邊倒圓的成熟加工技（jì）術。由此可見，重熔層的厚度是（shì）影響氣膜孔質量的關鍵要素，通過工（gōng）藝參數的優化可實現（xiàn）重熔層厚度最小化，以改（gǎi）善氣膜孔的加工質量。
重熔層厚度是（shì）參數設計中用來度量氣膜（mó）孔加（jiā）工質量（liàng）的指際，是參數設計的核心因素，其基本思想是通過選擇係統中所有參數的最佳水平（píng）組合，使氣膜孔的（de）加工質量最好，重熔層厚度值越小，氣膜孔（kǒng）的加工質量就越好。重熔（róng）層的分析過程實際上是一個擇優的問（wèn）題，它通過使用正交表，以重（chóng）熔層厚度T作為氣膜孔加工質量的評價指標，運用統計技術進行分析，確定最佳水平組合。重熔層厚度值（zhí）的極差（chà）越大，影響因素（sù）水平就越高（gāo）。
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