飞机发动机叶片安装体加工工艺设计

飞机发动机叶片安装体加工工艺 目 录 1 绪论 ............................................................ 1 1.1 飞机发动机叶片安装体加工工艺设计的目的和意义 .................. 1 1.2 国内外研究发展状况 ............................................ 2 1.2.1 国内外涡轮盘材料发展应用状况 ................................ 2 1.2.2 国内涡轮盘加工情况 .......................................... 3 1.3 小结 .......................................................... 4 2 工艺规程设计 .................................................... 5 2.1 生产纲领与生产类型 ............................................ 5 2.1.1 生产纲领 .................................................... 5 2.1.2 生产类型 .................................................... 5 2.2 零件的材料及结构分析 .......................................... 5 2.2.1 零件材料分析 ................................................ 5 2.2.2 零件结构分析 ................................................ 6 2.3 毛坯的选择 .................................................... 7 2.4 工艺规程设计 .................................................. 7 2.4.1 定位基准的选择 .............................................. 7 2.4.2 加工经济度与加工方法的选择 .................................. 9 2.4.3 加工路线的选择 ............................................. 10 2.4.4 工序顺序的安排 ............................................. 13 2.4.5 确定机械加工余量及毛坯尺寸 ................................. 16 2.5 工序设计 ..................................................... 18 2.5.1 机床的选择 ................................................. 18 2.5.2 夹具的选择 ................................................. 19 2.5.3 刀具的选择 ................................................. 19 2.6 切削用量的选择 ............................................... 20 2.6.1 切削速度的选定 ............................................. 20 2.6.2 进给量的选定 ............................................... 21 2.6.3 切削速度的选定 ............................................. 21 第?页 共?页 2.7 切削高温合金时的切削用量 ..................................... 21 2.7.1 切削用量的选择原则 ......................................... 21 2.7.2 高温合金的加工 ............................................. 22 2.8 时间定额的计算 ............................................... 24 2.8.1 技术时间定额的组成 ......................................... 24 2.8.2 单件时间和单件工时定额计算 ............................. 25 2.9 编制工艺卡片 ................................................. 25 3 旋风铣刀的设计 ................................................. 52 3.1 刀片的选择 ................................................... 53 3.1.1 刀片材料的选择 ............................................. 53 3.1.2 刀片尺寸及外形 ............................................. 54 3.2 铣刀刀体的确定 ............................................... 55 3.3 附属零件的选用 ............................................... 56 4 切槽用成型车刀的设计 ........................................... 57 4.1 成型车刀的用途和类型 ......................................... 57 4.2 成型车刀前角和后角的选择及合理数值 ........................... 57 4.2.1 成型车刀前角选择原则 ....................................... 57 4.2(2 成型车刀后角选择原则 ...................................... 58 4.2.3 前角和后角的合理数值 ....................................... 58 4.2.4 主偏角和副偏角的选择原则 ................................... 60 4.3 刀具角度计算 ................................................. 61 4.4 成型车刀材料及尺寸的选择 ..................................... 62 4.4.1 刀片材料及尺寸的选择 ....................................... 62 4.4.2 刀体材料及尺寸的选择 ....................................... 63 4.5 机夹方式 ..................................................... 63 4.6 成型车刀样板 ................................................. 64 5 结论 ........................................................... 65 参考文献 .......................................................... 66 致谢 .............................................................. 68 第?页 共?页 1.绪论 1.1 飞机发动机叶片安装体加工工艺设计的目的和意义 我毕业设计的目是飞机发动机叶片安装体加工工艺规程设计，这在飞机发动机制造方面具有很高的应用价值。众所周知，现代国民的生活和安全保障均离不开航空航天工程。航空发动机的发展与高温合金的发展是齐头并进、密不可分的，前者是后者的主要动力，后者是前者的重要保证。发动机是一架飞机的“心脏”，而 [1]叶片是发动机的动力来源。叶片必须固定在涡轮盘(叶片安装体)上,不能发生周向转动和轴向移动，并用套类零件将每个叶片隔开。涡轮盘 (也叫飞机叶片安装体) 是发动机重要的热端部件之一。它在极为苛刻的条件下工作，飞行时承受着启动-停车循环中的机械应力和温差引起的热应力的共同作用，因而要求材料具有足够的力学性能和理化性能，特别是在使用温度范围内要有尽可能高的低周循环疲 [2]劳和热疲劳性能，这是确定涡轮盘工作寿命的关键因素。 图1.1 飞机发动机 飞机发动机叶片安装体的结构工艺性很差,它没有退刀槽，槽两壁深度不同，径向槽内有轴向槽。同时，材料强度高、韧性大、难断屑、导热系数低，切削温度高，刀具磨损严重，刀具耐用度很低，因而切削加工性很差。特别是生产效率很低。目前，采用进口的硬质合金刀具材料， 在很低的切削速度下(?12m/min)加工,其成本和质量都成为制约企业的难题。 为了赶上或超过先进国家的制造水平， 必须改进工艺、 革新刀具和采用先进制造技术，提高叶片安装体的生产效率，以适应国内航空军事的快速发展和未来可能的战事需要。 第?页 共?页 1.2 国内外研究发展状况 1.2.1 国内外涡轮盘材料发展应用状况 适合制造涡轮盘的材料很多，但应用最多的是高温合金。下面列举一些适合做 [3]涡轮盘的高温合金材料及其特性: 固溶强化型高温合金GH1040，在900-1000?下短时使用可达足够高的瞬时强度，热加工塑性好，用于700?以下的涡轮盘、轴和紧固件。 时效硬化型铁基合金高温合金GH2036，合金成分简单，组织稳定，在600-650?有较好的物理和力学性能，并有良好的切削加工性能，合金的膨胀系数大，用于650?的涡轮盘、环形件和紧固件。 时效硬化型铁基合金高温合金GH2135，有较好的热强性、热加工塑性良好，但疲劳性能差，切削加工性较差，表面渗铝后可提高抗氧化性，用于700-750?的涡轮盘、工作叶片及其他高温部件。 时效硬化型铁基合金高温合金GH2136，在700?以下使用有良好的综合性能，长期使用组织稳定，有较好的抗氧化性，并且线胀系数较小，易于焊接成形，用于650-700?下的涡轮盘材料。 时效硬化型镍基合金高温合金GH4033，在750?有满意的高温强度，在900?以下有良好的抗氧化性能，并有良好的热加工和械加工性能，易于锻轧成材,用于工作温度为700?的涡轮叶片和750?的涡轮盘等材料。 综合考虑工作温度以及机械加工性能，高温合金GH4033更适合做涡轮盘的材料。 目前，国外某些发达国家采用粉末冶金的方法来制造涡轮盘。俄罗斯粉末高温合金的研究始于是60年代末，1978年粉末高温合金涡轮盘正式在军用发动机上使用，至今已有20多年。俄罗斯的粉末高温合金发展始于军用航空领域，并逐渐扩展到民用航空领域，在80年代末研制出ПС-90A民用航空发动机盘件。现在，全 [3]俄年产高温合金粉末7000吨，可年产粉末涡轮盘40000件。 70年代以来，美国GE公司已在F101,F110,F404,T-700,CF6和CFM-56等军民用多种发动机上采用HIP热等静压处理，HIP+热模锻，HIP+HIF等温锻和EX挤压+HIF的Rene95粉末盘、轴等高温部件。在制造工艺方面，欧美国家采用的则是氩气雾化的制粉工艺，以挤压和等温锻为主的成形工艺，而俄罗斯在近几年也已建立了大气和 第?页 共?页 [3]真空条件下的等温锻装置，开展了粉末高温合金等温锻和超塑性锻造的研究。 我国粉末盘的研制从八十年代初开始，起步较晚，重点仿制了Rene95合金，进行了母合金熔炼，氩气雾化制粉，粉末处理，热等静压成形，等温锻，热处理，超声检验及表面强化等研究。九十年代初从俄引进大型的用于工业化生产的等离子旋转电极制粉设备及盘件生产线，进行了包套模锻10A盘的试验研制。发现存在一些问题，因此目前我国倾向于采用HIP+等温锻或HIP+热模锻工艺路线。 图1.2 热等静压FGH95粉末涡轮盘与DD3单晶叶片 1.2.2 国内涡轮盘加工情况 国外很多涡轮盘的制造采用的是粉末冶金的办法。虽然粉末冶金可获得高致密的材料，但同时也带来了加工难的问题。具体表现在:? 高硬度，? 高强度，? 高塑性和高韧性，? 低塑性和高脆性，? 低导热性，? 有微观的硬质点 [4]或硬夹杂物，? 化学性质活泼等方面。粉末高温合金的这些特性一般都使切削过程中的切削力加大，切削温度升高，刀具耐用度下降;同时还使得已加工表面质量恶化，切屑难以控制;最终则使加工效率和加工质量降低。 例如，镍合金基体中的碳化物颗粒硬度可达90HRC。铣削加工这种材料时，涂层硬质合金刀片很快会发生后刀面磨损，主切削刃被磨损为扁平状;材料微观结构中存在的超硬颗粒会引起“微振颤”，导致刀片加速磨损;切削工件时产生的剪切 [5]应力还可能造成硬质合金刀片碎裂。 因此国内企业很少采用粉末冶金的方法来制造涡轮盘，大多采用机械加工的方法。据了解，我国涡轮盘制造效率很低，采用硬质合金切槽刀加工槽，即先用一把切槽刀加工径向槽，再用另外一把切槽刀加工径向槽里面的轴向槽，最后精加工。 第?页 共?页 这样一来，仅加工槽就用到三把刀，而且加工速度很慢，大概是4,5r/min，经计算工件的转速大约是2r/min。这样的加工速度无法适应未来的战事需求，从而也就无法捍卫祖国的天空。因此不仅要在材料方面对涡轮盘进行改进，还要在加工工艺和刀具方面进行改进和革新，来解决涡轮盘加工效率低下的问题。 1.3小结 由上可见，国内的传统工艺与国外先进的工艺相比还有一定差距。目前为了适应大规模生产需要，国内涡轮盘制造水平正在先世界先进水平靠近，特别是对先进技术和先进设备的引进，还有对工艺的改进和刀具的革新，国内制造水平和产品质量得到了很大提高。 第?页 共?页 2.工艺规程设计 2.1 生产纲领与生产类型 2.1.1 生产纲领 产品的生产纲领就是年生产量。生产纲领及生产类型与工艺过程的关系十分密切，生产纲领不同，生产规模也不同，工艺过程的特点也相应而异。年生产纲领是 [6]设计或修改工艺过程的重要依据，是车间设计的基本文件。 飞机叶片安装体(也叫涡轮盘)的年生产量为1500件，这就是本工艺规程设计的生产纲领。 2.1.2 生产类型 机械制造业的生产类型一般分为三大类，即大量生产，成批生产和单件生产。其中，成批生产又可划分为大批生产，中批生产和小批生产。显然，产量愈大，生产专业化程度应该愈高。表1.1按重型机械、中型机械和轻型机械的年生产量列出了不同生产类型的规范，供编制工艺规程时参考。 [6]表2.1 各种生产类型的规范 零件的年生产纲领(件/年) 生产类型 重型机械 中型机械 轻型机械的 单件生产 ?5 ?20 ?100 小批生产 >5,100 >20,200 >100,500 中批生产 >100,300 >200,500 >500,5000 大批生产 >300,1000 >500,5000 >5000,50000 大量生产 >1000 >5000 >50000 从表中可以看出，生产类型的划分一方面要考虑生产纲领即年生产量;另一方 [7]面还要必须考虑产品本身的大小和复杂程度。 涡轮盘年生产量为1500件，其结构铰复杂，属中型机械。因此，根据表1,1可知其生产类型为大批生产。 第?页 共?页 2.2 零件的材料及结构分析 2.2.1 零件材料分析 涡轮盘的材料为高温合金GH4033，以45号刚的加工性为100,,则高温合金的加工性仅为5,,20,，可以说高温合金是各种难加工材料中最难切削的材料。高 [8]温合金切削过程有以下特点: (1)塑性变形较大:不同高温合金其伸长率相差很大，但都具有一定的塑性。 (2)切削力很大:高温合金本身硬度并不高，但合金中有大量纯度高、组织致密的奥氏体固溶体存在，切削时塑性变形区晶格歪扭严重，因而硬度大大提高，使切削力增加。而且加工高温合金时冷硬现象严重，所以切削力很大，比切削一般钢材大2,3倍。 (3)冷硬现象严重:切削高温合金时，已加工表面的硬度比基体硬度能高50,,100,。 (4)切削高温度高:高温合金在切削过程中产生较大的塑性变形，同时刀具与工件和切屑之间产生强烈摩擦，使切削力增大，因此产生大量的切削热。 (5)刀具易磨损:在高温合金中含有大量金属碳化物、氮化物、硼化物及金属间化合物，特别是γ’相构成的硬质点。同时高温合金的高温强度很高，加工硬化严重，所以在切削过程中给刀具造成了巨大的摩擦和磨料磨损。 (6)精度不易保证:切削高温合金时，切削温度很高，会造成工件热变形，使尺寸和形状精度发生变化，不易保证。 (7)γ’相含量的影响:高温合金中金属间化合物γ’相含量越高越难加工。 2.2.2 零件结构分析 涡轮盘尺寸及结构如图2.1所示: 该零件的图样视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但基准孔精度要求较高，要求表面粗糙度Ra0.8μm有些。本零件除径向槽和轴向槽外的其他各表面加工并不困难。径向槽要求表面粗糙度Ra1.6μm，要求不高，但深度较大(深75?)，不易加工。轴向槽的位置在径向槽内，尺寸较小(深5?，宽15?)，故要较精确的保证以上要求比较困难，需改进加工工艺和革新刀具，以保证加工精度和提高加工效率。 第?页 共?页 图2.1 涡轮盘零件图 2.3 毛坯的选择 该零件为成批生产，基准孔尺寸较大，为了提高生产效率采用模锻毛坯，即先模锻出带有基准孔的盘状毛坯，后续对各个表面进行加工达到所需尺寸和精度要求。定为孔和螺栓孔尺寸较小，不宜采用模锻，所以选用只带有Φ105基准孔的盘状毛坯。 毛坯具体尺寸根据加工余量来确定。 2.4 工艺规程设计 2.4.1 定位基准的选择 1(一般原则 1)选最大尺寸的表面为安装面，选最长距离的表面为导向面。 2)首先考虑保证空间位子精度，再考虑保证尺寸精度。 3)应尽量选择零件的主要表面为定为基准，因为主要表面是决定该零件其他 第?页 共?页 表面的基准，也就是主要设计基准。 [6]4)定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠。 2(粗基准的选择 1)选加工余量小的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准。 2)选用重要表面为粗基准。 3)选不加工表面做粗基准。 4)粗基准一般只能使用一次。 3(精基准的选择 1)基准重合原则 选设计基准为定位基准，这样就没有基准不重合误差。 2)基准单一原则 为了减少夹具类型和数量或为了进行自动化生产，在零件的加工过程中，采取单一基准，这就是基准单一原则。 3)互为基准原则 对某些空间位置精度要求很高的零件，通常采用互为基准、反复加工的原则。 4)自为基准原则 对于某些精度要求很高的表面，在精密加工时，为了保证加工精度，要求加工表面的余量很小并且均匀，这时常以加工面本身定位，待到夹紧后将定位元件移去，再进行加工。 2.5 工序设计 2.5.1 机床的选择 机床的选用根据《实用机械加工工艺手册》选取。具体如下: 1(工序10、20、50、60、80、90、100、110、120、130、140、150、160、180、190、200、210、220、230为粗车、半精车和精车，选用普通机床。零件尺寸较大， [11]根据最大外形尺寸可选用车床CT61100。 2.工序30、40、190为粗镗、半精镗和精镗孔，工件是回转体，易在车床上镗 [11]孔。考虑到零件尺寸较大，同样选用车床CT61100。 3.工序70为粗铣槽，由于零件车床较大，且粗铣精度要求不高，易在车床上 第?页 共?页 [11]铣削，铣刀采用机夹式旋风铣刀，用电机带动铣刀旋转。同样车床选用CT61100。 4.工序170为钻孔，工件外径为Φ850?，一般钻床无法夹紧，因此使用摇臂 [11]钻床Z3032×10，最大钻孔直径32?，满足涡轮盘各个孔径的钻削。 5.工序230为铰孔，使用铰刀在车床上加工，为了减少车床种类，同样选用 [11]CT61100。 6.工序240为锪沉头孔Φ55?，使用锪钻在钻床上进行加工，同样根据最大钻 [11]孔直径选用摇臂钻床Z3063×20/1，最大钻孔直径63?。 图2.8 锪钻示意图 2.5.2夹具的选择 工序中除粗铣径向槽需要用专用夹具外，其他工序使用通用夹具即可。车床使用三爪自定心卡盘，钻床使用钻套。 2.5.3 刀具的选择 1(刀具材料分析 由于高温合金在切削时的切削力很大、切削温度高、冷硬现象严重，因此应选 [13]用硬度高、耐磨性好，又有足够强度和韧性的刀具材料。 加工高温合金一般用硬质合金刀具。对于机夹式的刀具，刀片也选用硬质合金 [11]刀片。根据《实用机械加工工艺手册》选择如下: 1)硬质合金YT813具有较高的高温硬度、高温韧性，通用性好，优于YG6-X、YA6及YW2，适用于加工镍基、铁基高温合金。因此粗加工用YT813硬质合金刀具，机夹式刀具用YT813材料的硬质合金刀片。但铣削径向槽的旋风铣刀采用三角形硬 第?页 共?页 质合金刀片，牌号为TNMM 160408-V1。 2)硬质合金YGRM(YD15)系细颗粒合金，耐磨性优良，抗冲击性能好，抗粘结能力强，适用于精车、半精车高温合金。因此精加工和半精加工用YGRM硬质合金刀具，机夹式刀具用YGRM材料的硬质合金刀片。 2(刀具的选用 对于外圆、端面以及锥面的加工选用机夹式45?外圆车刀，粗加工选用材料为YT813的刀片，精加工和半精加工选用材料为YGRM的刀片。 [14] 粗铣径向槽采用山特维克公司标准切槽铣刀，刀片则采用TNMM 160408-V1[15]。 半精加工径向采用机夹式平体成型车刀，选用材料为YGRM的刀片。精加工采用机夹式45?外圆车刀即可，选用材料为YGRM的刀片。 轴向槽的粗加工和半精加工采用机夹式平体成型车刀，刀片材料分别选用YT813和YGRM。精加工采用机夹式45?外圆车刀即可，选用材料为YGRM的刀片。 钻孔则采用硬质合金钻头，材料为YT813，直径为Φ19?和Φ24?。 铰孔则用Φ20?和Φ25?的铰刀，材料为硬质合金YGRM。 锪孔则用锪钻，钻头材料为YT813，钻头直径为Φ55?。 2.6 切削用量的选择 切削深度、进给量和切削深度是金属切削过程的最基本参数，他们的数值直接影响切削过程的优劣。或者说金属切削过程中所有的基本规律都与切削用量有关，所以，合理选用切削用量，对于保证加工质量、降低 和提高生产率具有重要意义。 2.6.1 切削速度的选定 选择合理的切削用量必须考虑加工性质，既要考虑粗加工、半精加工和精加工三种情况。 (1)在粗加工时，应尽可能一次切除全部加工余量。 (2)对于粗大毛坯，入切除余量大时，由于受系统刚度和机床功率的限制，应分几次走刀切除全部余量，但应尽量减少走刀次数。 (3)切削表面有硬皮的铸件国切削不锈钢等冷硬较严重的材料时，应尽可能是切削深度超过硬皮或冷硬层，以预防刀刃过早磨损或破损。 第?页 共?页 (4)在半精加工时，如单边余量大于2?时，则应分两次走刀。 (5)在精加工时应一次切除精加工余量。 [16](6)断续切削时，刀具会受到很大的切削力，易造成打刀，应分几次走刀。 2.6.2 进给量的选定 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片 飞机发动机涡轮盘 涡轮盘 产品名称 零件名称 车 间 工序号 工序名称 锻造车间 01 备料 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 锻件 Φ858×143 1 设备名称 设备型号 设备编号 模锻床 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步主轴转速切削速度进给量背吃刀进给工步内容 工艺装备 机动 辅助 号 (r/min) (mm/min) (mm/r) 量(mm) 次数 01 模锻至Φ858×143 设计 审核 标准化会签 ` 日期 日期 日期 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 产品型号 零件图号 机械加工工序卡片 飞机发动机涡轮盘 涡轮盘 产品名称 零件名称 车 间 工序号 工序名称 01 10 粗车外圆及端面 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 1 设备名称 设备型号 设备编号 车床 CT61100 夹具编号 夹具名称 切削液 第?页 共?页 工序工时 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步主轴转速切削速度进给量背吃刀进给工步内容 工艺装备 机动 辅助 号 (r/min) (mm/min) (mm/r) 量(mm) 次数 01 粗车端面1 三爪卡盘 19 50 0.3 2 1 02 粗车部分外圆2 三爪卡盘 19 50 0.3 2 1 设计 审核 标准化会签 ` 日期 日期 日期 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 3.旋风铣刀的设计 飞机发动机叶片安装体(涡轮盘)的加工关键工艺就是槽的加工，其精度直接 影响叶片的安装精度，从而影响叶片工作状态，乃至整个发动机的性能。 第一章中已经提到，目前我国加工涡轮盘槽是用成型车刀车削加工径向槽。即 加工槽时，用切槽刀切槽，最后用车刀精加工。(如图3.1) 图3.1成型车刀加工径向槽示意图 径向槽较深，用此种加工方法加工效率低下，因此才提出用旋风铣刀铣粗径向 槽，在用成型车刀定形。由于铣削较其他加工方法较快，因此可以提高生产效率。 旋风铣刀示意图如图3.2所示 第?页 共?页 图3.2旋风铣刀铣槽示意图 本课题中，要加工的槽的尺寸间下图3.3 图3.3径向槽与轴向槽尺寸 4.切槽用成型车刀的设计 本设计中需要设计三把机夹式成型车刀，分别是半精加工径向槽的成型车刀，和粗、半精加工轴向槽的成型车刀，其外形基本一样，唯一区别就是刀片宽度尺寸有所区别。另外，刀体形状也有所不同，加工径向槽的成型车刀刀体是直杆状，而加工轴心槽的成型车刀需要设计一种直角刀体。 4.1 成型车刀的用途和类型 成型车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，它的刃形是根据根据的廓形来设 第?页 共?页 计的，但不与廓形完全一致。用成型车刀主要用来加工成形表面宽度不大的工件，一般不超过80?。因成型表面宽度愈大，切削力也愈大，容易发生震动，但当系统的刚度很高时，亦可使用宽度达100?，甚至150?的成型车刀。本课题中，槽 [21]的成形表面最大宽度为30?，因此可以设计成型车刀来加工槽的表面。 成型车刀按刀体的外形以结构可分以下三种: 1)平体成型车刀; 2)棱提成型车刀; 3)圆体成型车刀。 成型车刀的设计及制造都要比普通车刀来得复杂，成本也高，但它的重磨次数多，使用寿命常。为了降低成本，在本设计中采用平体成型车刀，它出了切削刃具有一定的形状要求外，结构上与普通车刀相同，这就降低了成本，同时也能完成加工任务。此外，平体成型车刀的固定简单，外廓尺寸小的优点。 4.2 成型车刀前角和后角的选择及合理数值 4.2.1 成型车刀前角选择原则 1(工件材料的强度、硬度低，可取较大前角;反之，取小的前角。加工特别硬的材料，前角甚至取负值。 2(加工塑性材料时，尤其是冷硬严重的材料，应取大的前角。加工脆性材料时，取较小的前角。 3(粗加工、断续切削或工件有硬皮时，为了保证刀具有足够的强度，应取小的前角。 4(对于成型刀具和前角影响切削刃形状的其它刀具，为防止其刃形畸变，常取较小的前角。 5(刀具材料抗弯强度大、韧性较好时，应取大的前角。 6(工艺系统刚性差或机床功率不足时，应取大的前角。 4.2.2 成型车刀后角选择原则 1(粗加工、强力切削及承受冲击载荷的刀具，要求切削刃有足够的强度，应取较小后角;精加工时，应以减小后刀面上的摩擦为主，宜取较大后角。 2(工件材料的强度、硬度较高时，为保证切削刃强度，宜去较小后角;工件 第?页 共?页 材料较软、塑性较大时，应适当增大后角;加工脆性材料时，宜取较小的后角。 3(工艺系统刚性差时，为避免震动，应适当减小后角。 4(各种有尺寸精度要求的刀具，为了限制重磨后刀具尺寸的变化，宜去小的后角。 4.2.3 前角和后角的合理数值 1(后角 由于成型车刀的进给量很小(通常小于0.1?/r)，故切削厚度也很小，它属于薄切削层的工作情况，按理后角应给以较大数值。但由于刀刃上各点比工件中心高度低者处的后角都要比“基点”处的后角大。为了避免后角增大过大，降低了刀刃的强度，故基点处的后角选得要比合理数值小些。一般可取: [21]α,8?,15? 本设计中，为了增加刀片的强度，选用7?的后角。 2(前角 前角的大小主要根据根据材料的性质而定，一般文献上推荐用表4.1中的数值。 第?页 共?页 图4.1 刀具的合理前角 图4.2 材料不同时刀具的合理前角 第?页 共?页 本团队全部是在读机械类研究生，熟练掌握专业知识，精通各类机械设计，服务质量优秀。可全程辅导毕业设计，知识可贵，带给你的不只是一份设计，更是一种能力。联系方式:QQ712070844，请看QQ资料。 5.结论 飞机发动机叶片安装体的结构工艺性很差，且材料强度高、韧性大、难断屑、导热系数低，切削温度高，刀具磨损严重，刀具耐用度很低，因而切削加工性很差。特别是生产效率很低。目前，采用进口的硬质合金刀具材料，在很低的切削速度下(?12m/min)加工,其成本和质量都成为制约企业的难题。为了赶上或超过先进国 第?页 共?页 家的制造水平，必须改进工艺、革新刀具和采用先进制造技术，提高叶片安装体的生产效率，以适应国内航空军事的快速发展和未来可能的战事需要。 根据要求本设计主要作了三方面的工作，现介绍如下: 1(设计了飞机发动机叶片安装体(涡轮盘)的加工工艺 本文针对飞机发动机叶片安装体的结构特点和加工技术要求，结合我国的生产技术水平与工艺装备水平，对叶片安装体的生产工艺进行了系统设计，提出了一整套较为合理的加工工艺，完全符合该叶片安装体的生产需要。 其中关键问题就是对径向槽和轴向槽的加工，为了提高生产效率对原有工艺进行了改进，选择了不同加工方法，经过分析，具有一定的实用价值。 2(设计了加工径向槽的旋风铣刀 该部分针对径向槽的结构特点和技术要求，设计了一组旋风铣刀，并进行了相应的计算。所用刀片、刀体以及附属零件均为进口，节省了专门研制这样一种铣刀的经费，同时还能提高生产效率，一举两得。 3(设计了一组成型车刀及样板 该部分针对径向槽和轴向槽的结构特点和技术要求，设计了一组成型车刀及样板，用于槽的粗加工和半精加工。其中对刀具角度进行了详细的验证，设计内容符合要求。 在本次设计中，由于要用的数据很多，查阅的资料有限。另外，有些涉及机密的数据只能根据常用数据进行估算，不能做到十分精确，这必将影响有些设计内容。其中，刀具耐用度问题并没有从根本上得以解决。 由于我能力有限，设计仍旧有许多不甚完善的地方。但经过这次设计,我的基 设计能力得到了锻炼和提高，并熟练掌握了础理论知识得到了很大的丰富和巩固, AutoCAD等绘图软件，最重要的是锻炼了我的意志和完成较复杂任务的思维，使我懂得了如何在困难中前进，这些都会对我在以后的人生道路中有很大的帮助。 参 考 文 献 [1].刘大响、陈光.航空发动机:飞机的心脏.航空工业出版社，2003 [2].陈光.航空发动机结构设计分析.北京航空航天大学出版社,2006 [3].陈荣章、王罗宝、李建华.铸造高温合金发展的回顾与展望.北京:人民大学出版社,2000 第?页 共?页 [4].于启勋、张京英.难加工材料加工技术新发展.北京理工大学机械与车辆工程学院,2007 [5].顾宜.材料科学与工程基础.北京:化学工业出版社,2004 [6]. 冯敬之.机械制造工程原理.北京:清华大学出版社,1999 [7].崔明铎.制造工艺基础.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004 [8].郑文虎、张玉林、詹明荣.难切削材料加工技术问答.北京:北京出版社,2001 [9].王信义等.机械制造工艺学.北京:北京理工大学出版社，1990 [10].齐国光等.机械制造工艺学.北京:石油工业出版社，1988 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