今年的暑假我们材料学院07级47人到西安航空发动机有限公司进行了为期14天的参观实习。在实习期间,每位同学都非常的认真听讲,积极提问,对我国目前飞机的发动机制造有浓厚的兴趣。经过14天的实习,我们不仅对西安航空发动机有限公司有了一定的了解,而且对飞机发动机的结构以及其主要的生产流程、工艺特点有了很深的认识,下面我就发动机的概况、制造工艺、实习感想三部分进行介绍。
第一部分 概况我过目前战斗机发动机的主要分类如图1:
图1 航空发动机分类发动机的内部构架主要分为进气装置、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷五大部分。其工作原理为:空气从进气装置进入,进过压缩机,成为高压气体,此部分主要为原料的燃烧提供氧气。同时汽油从导管进入到燃烧室,燃烧产生高压气体,高压气体进入涡轮,经过涡轮叶片的整流导向,压力不断升高,最后从尾管中喷出,产生向前的推力。
发动机的主要部件主要分为轴、轮、盘、机匣、叶片五大类,而我们的参观的部件主要是除轮之外的四大类,下面我将通过我实习期间的所见所闻对其进行介绍。
一、轴轴是飞机发动机的主要核心部件之一,其形状为圆柱形,上面安装了叶片。叶片由大到小,由疏到密,分为8级,主要用于压力的升级。风从大叶片那端进入发动机,经过整流导向,进入下一级叶片,叶片的转速逐渐增大,压力也越来越大。
二、盘盘是连接轴和机匣的部件,形状为圆筒形,表面布满圆形孔洞。内侧安装了机匣,机匣的形状由小到大,和轴相吻合。
三、机匣机匣是发动机主要的部件之一,安装在发动机的盘上。钛合金具有重量轻、硬度高、韧性较好等特点,是生产机匣的首选材料。其生产工艺流程主要为:
1、 将钛合金经过高温加热,熔化成液态合金2、 将液态合金浇注到机匣模具中,此过程成为精密铸造3、 将铸造成型的工件经过喷砂、热处理等工艺,提高各种力学性能4、 采用磁粉、紫外线、超声波等探伤方法对工件进行探伤5、 采用自动化数控机床对工件进行车、铣、刨等加工工艺6、 最后进行精度检验四、叶片叶片是发动机的核心部件,叶片具有对气流进行导向和升压两个作用。其主要工艺流程为:
1、 采用熔模铸造法铸造叶片2、 将铸造成型的工件经过喷砂、热处理等工艺,提高各种力学性能3、 采用磁粉、紫外线、超声波等探伤方法对工件进行探伤4、 采用自动化数控机床对工件进行车、铣、刨等加工工艺5、 最后进行精度检验第二部分 制造工艺我们参观的制造工艺可以归类为铸造、锻造、冲压、焊接和热处理五大类。
一、 铸造(一) 熔模铸造1. 用蜡制作叶片模型 采用一种特殊的蜡,然后用金属模型压制成型,最后修整模型2. 上沙成型 主要材料是硅粘结剂和各种粘度不同的沙。首先在蜡模型上涂上一层粘结剂,然后置于沙的悬浮机中上沙,最后用氨气干燥3. 熔模 将上沙成型后的工件模型放入熔模箱中,加热将蜡熔化,然后将残留物清洗掉,最后烘干、焙烧4. 浇注、凝固成型 将母材金属熔化后,采用真空或压力法将铁水由下而上灌入模型中5. 成型加工:凝固成型后破砂、矫正、打磨、抛光(二) 精密砂型铸造1. 用沙粒填充到金属模具中得到砂型模具2. 修正模具,保证精确度3. 将熔化的金属液填充到模具中4. 放置于沙粒中,外层用棉布包裹,保证缓慢降温5. 破砂,切除冒口此种铸造须设置冒口,防止疏松和缩孔,光洁度好,精度高,适用于复杂零件的批量生产。共3页,当前第1页1
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二、 锻造1. 将须锻造的工件加热2. 将加热工件从炉中取出,置于锻造机器中3. 启动机器,利用压力将工件锻造成型4. 取出锻造工件此锻造特点为锻造机器体积大、重量大,生产效率高,操作简单、适用于工件的批量生产。
三、 冲压1. 将工件置于冲压机器中2. 启动机器,利用压力将工件冲压成型3. 取出成型工件冲压于锻造很相似,不同之处在于冲压件不需加热,主要生产板件,适用于加工塑性较好的工件。
四、 焊接(一) 熔化焊 将待焊处的母材金属加热熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔化焊,可分为电弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。
1. 将母材金属放置好,接通电源2. 将焊条在母材金属上缓慢移动,熔化母材金属,形成焊缝(二) 压焊 焊接过程中必须对焊件施加压力以完成焊接的方法称为压焊,如电阻焊。
1. 将待焊工件放置于两电极之间2. 两电极放电,产生高温,将工件待焊处熔化3. 施加一定的压力,将熔融金属压制在一起,从而完成焊接此焊接方法适用于圆周型的焊接,不需焊条。
五、 热处理热处理工艺主要分为退火、正火、淬火、回火和表面处理工艺,是改善工件性能的主要途径。
(一) 退火 将组织偏离平衡状态的钢加热到适当的温度,保温一定时间,然后缓慢冷却,以获得接近平衡组织的热处理工艺称为退火。
1. 完全退火 将钢完全奥氏体化后随炉冷却的热处理工艺。主要适用于亚共析钢,目的在于细化晶粒、均与组织,以提高性能。
2. 球化退火 目的在于使钢中的碳化物球化状。
3. 去应力退火 目的在于消除铸造、锻造、焊接、冷变形等形成的残余应力。
4. 扩散退火 目的在于减少钢锭、铸件的化学成分和组织的不均与性。
(二) 淬火 将钢加热到ac3以上30-50℃,保温一定时间后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺,目的在于提高钢的强度和硬度。
1. 水淬 将加热好的工件直接放入水中,冷却速度最快,等到马氏体组织。
2. 油淬 将加热好的工件直接放入油中,冷却速度次之,等到马氏体 珠光体组织。
3. 盐浴淬 将工件在盐浴中加热,然后放到油中淬火。淬火时用钢板压住工件,防止淬火时工件产生变形,同时也可以防止工件被氧化。
(三) 回火 将淬火后的工件重新加热到ac1以下某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。
1. 低温回火 回火温度加热到150-250℃,得到回火马氏体组织。目的在于降低淬火应力,提高钢的的韧性,保持淬火后的高硬度和高耐磨性。
2. 中温回火 回火温度加热到350-500℃,得到回火屈氏体组织,具有高的弹性和屈服点,并有一定的韧性。
3. 高温回火 回火温度加热到500-650℃,得到回火屈氏体组织,具有很好的塑性、强度和韧性,称为调质处理。共3页,当前第2页123