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航空压气机叶片刀路轨迹规划研究开题报告

 2020-09-15 10:09  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着航天技术的高速发展,国内外对于航天方面的经济和人力投入加大,先进的航空发动机愈发受到青睐。作为航空发动机的核心部件之一,压气机的作用是给燃烧室提供经过压缩的高温、高压气体。压气机分为离心式压气机和轴流式压气机。轴流式压气机主要由静子和转子两部分组成,静子是静子组合件的总称,包括机匣和整流器,转子是一个高速旋转对气流做功的组合件。一排转子叶片和一排静子叶片组成轴流压气机的一个级[1]。所以叶片是轴流式压气机一个及其重要零件。对发动机的性能起着关键的作用。航空发动机性能很大程度上取决于叶片质量,并且叶片的质量对发动机的安全性和可靠性也有直接影响。制造出几何精度高、表面质量好的叶片,对于提升航空发动机的性能和质量有着重要意义。航空发动机叶片属典型的薄壁复杂自由曲面零件,所使用的材料均为难加工材料,以叶片制造使用率最大的钛合金为例,钛合金具有重量轻、强度高、高低温性能好、耐腐蚀等很多优点,但其化学性质活泼,易与刀具材料发生化学反应,导热系数和弹性模量不高,属于典型的难加工材料。从薄壁形零件的结构特点以及复杂自由曲面的加工特点考虑,影响其加工精度的因素主要有受力变形、受热变形、振动变形等因素[2]。从以上分析可以看出,叶片的制造难度相当大。

中国的航空发动机技术一直落后于欧美先进国家,其一个主要的原因就在于中航工业公司之前一直无法造出适用于高温、高压、高速旋转且稳定、可靠的单晶合金航空发动机叶片[3]。目前虽然国家培养了大量高新人才,研究或引进先进设备,但还是离欧美先进国家的制造技术有一点差距。这点差距主要体现在设计、材料、加工工艺、加工设备这四个方面。

良好的叶片零件表面加工质量,合理的叶片刀具纹路是叶片转子类机器获得较高的工作效率与良好的工作稳定性的必要条件。良好的叶片零件表面加工质量需要先进的加工机床与加工手段,现阶段高级的叶片类零件大多采用高速多轴数控切削来加工。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容和目标:

1)查阅相关资料进行分析,了解航空压气机构造和其叶片的结构;

2)确定航空机压气机叶片的技术要求、加工工艺、毛坯设计和加工设备;

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3. 研究计划与安排

1、1~3周,资料查阅,文献阅读,完成开题报告

2、4~7周,方案设计、论证、计算

3、8~9周,方案确定

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4. 参考文献(12篇以上)

1. 刘晓波, 孙宗祥, 钟萍,等. 国外航空发动机空气动力学研究概况[j]. 燃气涡轮试验与研究, 2013(4):58-62. 2. 马学宇.钛合金表面清理工艺研究[j]. 科技创新与应用, 2017(3)

3. dandekar c r, shin y c, barnes j. machinabilityimprovement of titanium alloy (ti–6al–4v) via lam and hybrid machining[j].international journal of machine tools amp; manufacture, 2010, 50(2):174-182.

4. 陈亚莉, 李美荣, 宋成. 压气机叶片型面精密数控铣加工技术应用研究[j]. 航空发动机, 2016, 42(4):93-97.

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