(中國航發沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司,沈陽110043)
新型軍民用航空發動機已經開始廣泛采用整體結構,以提高發動機的使用性能與壽命。整體葉盤是先進航空發動機設計中的一種典型的整體結構部件,它將葉片和葉盤做成一體,省去常規葉盤連接的榫頭、榫槽和鎖緊裝置,避免了榫頭氣流損失、減少了結構質量和零件數量,大幅提高了發動機的工作效率、推重比和可靠性。近年來,隨著航空制造技術的不斷發展,整體葉盤結構在國外新研制的航空發動機上已得到廣泛應用,不僅是在軍用發動機,在民用大涵道比發動機中也開始出現[1]。
整體葉盤由于其幾何構形復雜,材料特別難加工,其制造已成為世界級制造技術難題。目前,整體葉盤制造有以下幾種技術途徑:數控銑削,最早被采用且應用最廣的加工方法;電子束焊接法,EJ200即采用此法制造;鍛接法,即用鍛壓植入葉片+擴散連接,普惠公司試用鍛接法制造整體渦輪轉子;多軸數控電解加工技術,德國MTU采用精微電解加工整體葉盤[2]。
多軸數控電解加工技術對于模鍛的高溫合金或鈦合金實體整體葉盤毛坯切掉大量金屬材料,價格低廉,加工時間短,制造周期大大縮短,是整體葉盤制造的優選方法。國外企業已采用電解加工方法制造整體葉盤,加工精度可實現≤0.06mm、高溫合金材料粗糙度Ra≤0.2μm,技術成熟度已經達到8級以上[3]。歐洲航空發動機制造商MTU公司已將高頻窄脈沖精微電解加工技術應用于鈦合金、高溫合金整體葉盤加工(如圖1所示),較數控銑削加工可提高加工效率3~5倍以上,取得了較好效果?!?br>