航空发动机零件论文

航空发动机概念股票：中航动控（000738）、成发科技（600391）、山东矿机（002526）和钢研高纳（300034）。　　中航动控（000738）：公司成为目前国内唯一的航空发动机控制系统的研制、生产和试验基地，主营业务定位为航空发动机控制系统的研制与生产，同时不同程度地从事公司产品的维修业务，在本专业领域中的地位、经验和知名度方面具有领先优势；此外，由于航空市场的特殊性，公司产品的技术发展基本取决于发动机整机厂家的需求，基于长期与国内航空发动机整机生产厂家形成的定点配套合作关系。2012年1-6月，公司发动机控制系统及部件业务实现营业收入90万元，同比增长55%。　　成发科技（600391）：公司主营航空发动机和燃气轮机的主要零部件，坚定“做世界级航空发动机零部件供应商”的发展目标。合作伙伴除GE、RR、P&W等国际主要航空发动机公司外，又新开发了斯奈克玛、霍尼韦尔、西门子、斯伦贝谢等新客户。通过公司全体员工的共同努力，公司2011年度外贸航空产品收入再创新高，是公司外贸产业继金融危机后首次突破一亿美元大关。外贸转包生产从单一的低端航空零部件制造逐步向产业链高端的单元体交付过渡，正向成为航空发动机和燃气轮机零部件世界级供应商的目标迈进。2012年期间，公司现已成为霍尼韦尔中国区战略发展供应商、GE能源压气机叶片免检供应商。　　山东矿机（002526）：2012年11月，公司对无人机发动机相关技术及产品进行了初步的研发和试制，现已经完成了一款小型涡喷发动机实验样机的试产；此项目现仅处于前期技术、生产、工艺的试制阶段，截止到目前尚未进行大规模的投资，且该项目的投资规划也未制定；公司现已经掌握但仅限实验样机机型的发动机制造的相关技术。　　钢研高纳（300034）：公司主要产品高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料，能够应用于航空航天发动机、地面燃机、发电机组等动力装置的核心部件。公司的变形高温合金产品主要为批量小、结构复杂，公司生产的一些变形高温合金产品，是部分合作伙伴不具备生产技术的产品，同时生产线柔性强，很容易满足客户的订制需求。在新型高温合金材料系列产品上，公司粉末高温合金制品、ODS合金和Ti-Al系金属间化合物等产品多为国内最早开发和生产，部分产品独家供货，在该领域技术储备处于国内领先地位。

航空发动机是飞机的核心部件，而机匣是航空发动机的主要零件之一。目前航空发动机机匣多采用钛合金、高温合金等耐高温、难切削材料；结构上以回转轮毂面为主体周向分布柱状岛屿凸台，零件最薄处仅2~3mm厚，属多岛屿复杂薄壁结构件，如图1所示。机匣铣削前的过渡毛坯通常为车削加工后的回转件，从过渡毛坯到最终成品的加工过程中，绝大部分余量在粗铣加工阶段去除。因此，实现机匣高效粗加工是缩短其制造周期的关键。　　插铣加工是一种高效粗加工方法，目前插铣加工越来越广泛地应用于难加工材料、大余量复杂结构件的粗加工中。国内外学者对插铣加工轨迹规划进行了大量的研究，日本学者CHirano等[1]利用二维C-space方法求取无干涉刀轴范围，在此基础上对刀轴进行调整实现五轴高效插铣粗加工。埃及学者TTawfik等[2]利用不同大小刀具进行插铣加工，采用重叠填充圆法对插铣走刀路径进行优化，试验证明该方法可提高插铣加工效率。国内西北工业大学对复杂零件插铣加工技术进行了比较深入的研究：利用直纹面逼近整体叶轮叶型曲面以确定通道内可插铣粗加工区域的边界，进而规划插铣加工轨迹[3]；基于最小面积原理求取开、闭式整体叶盘通道偏置直纹包络面，在此基础上进行开、闭式整体叶盘插铣轨迹规划，有效实现了开、闭式整体叶盘的多坐标开槽粗加工[4-5]。哈尔滨工业大学梁全等[6]根据直纹面叶片的偏移边界矢量，利用四元数插值方法计算插铣加工的刀轴矢量，并推导了多坐标插铣加工的行距和步距计算公式，保证了插铣加工效率。　　本文针对航空发动机机匣结构特征提出一种插铣粗加工轨迹生成算法，根据机匣零件结构进行加工区域划分，规划插铣走刀路径，插铣刀轴计算，加工干涉判断与处理，最终生成插铣加工轨迹。　　机匣结构分析与加工区域划分　　机匣以回转轮毂面为主体，沿周向呈一定角度分布若干类不同形状的岛屿凸台，结构复杂、尺寸较大，实际加工中通常根据岛屿凸台位置关系将整个加工区域沿零件回转轴方向分为若干环形加工区域（图2）。对每个环形加工区域按周向角度划分成扇形加工区域，其部分区域具有相同加工特征（图3），为提高加工轨迹生成速度，对具有相同加工特征的区域只需规划其中一处加工轨迹，其余区域加工轨迹可通过坐标变换获得，从而以最少的加工区域插铣刀位轨迹规划完成整个零件的加工。　　对任一加工区域规划插铣刀位轨迹应在不发生干涉的前提下最大限度地去除毛坯，其加工特征F包括：该区域轮毂面Hs、位于Hs内的岛屿（内岛屿）{I}、位于Hs外但在加工时可能与其发生干涉的岛屿（外岛屿）{J}，根据加工特征F对该区域进行无干涉五坐标插铣加工轨迹规划。　　机匣插铣加工路径规划　　针对机匣这类多岛屿复杂结构件可采用行切与环切相结合的方式进行插铣加工。为最大限度地去除毛坯，应在内岛屿周围以凸台平面法向为刀轴矢量环凸台插铣走刀；而对凸台以外的区域，采用等高行切法可改善插铣加工时因加工深度不同引起的刀具磨损加剧，提高加工效率，降低加工成本。　　1加工走刀路径　　如图4所示，插铣加工走刀路线求取步骤如下。　　（1）计算加工区域轮毂面HS处回转母线弧长LC，根据插铣加工参数及LC大小在轮毂上沿回转轴（Y轴）方向按等弧长提取n条等参线ci（v）,其中1≤i≤n，0≤u、v≤1。由于轮毂面为回转面，故ci（v）为圆弧。　　（2）分别将岛屿凸台平面边界向外偏置距离D（D=刀具半径r+凸台侧边加工余量Δ）得到曲线Coff，将曲线Coff沿该岛屿凸台表面法向向轮毂面投影，得到封闭曲线lj，其中1≤j≤N，N为凸台个数。　　（3）利用曲线求交算法，分别求取圆弧ci（v）位于封闭曲线列{lj}之外的部分得到离散曲线组{}即为第i行等高行切走刀线（1≤k≤Ki，Ki为第i行走刀线段个数）。　　曲线组列{{}}（1≤i≤n）与曲线组{lj}（1≤j≤N）即为插铣走刀路径，首先分别沿曲线组{}等高插铣加工，然后分别沿曲线列lj绕凸台插铣加工。　　2刀位点选取　　插铣加工过程中，加工步距对加工效率和表面加工质量具有重要的影响：若加工步距过大，会导致加工残留量过大甚至出现相邻插铣刀位点之间留有未加工残留毛料的情况；若加工步距过小,加工效率下降，因此应该选择合适的步距参数。固定轴插铣加工中步距确定比较简单，只需取相邻刀轴线距离即可；而在多坐标插铣加工中，由于相邻两切削力轴方向不同，其步距随切削深度的变化而变化，通常需取相邻插铣行在有效切削区域刀轴线距离最大值作为加工步距。　　机匣插铣加工中，岛屿凸台周边采用固定轴环切法插铣加工，故刀数与刀位点的选取可根据预设步距值及走刀线弧长确定。而对其他区域等高行切插铣加工时应使插铣刀轴变化均匀，并根据相邻插铣步刀轴变化情况确定其插铣加工位置以选取刀位点以提高加工效率。　　插铣刀轴计算　　1初始刀轴计算　　根据上一节所述，对机匣进行五坐标插铣加工时，沿岛屿凸台周围环切采用该凸台平面法向作为插铣刀轴，在不与凸台发生干涉并最大限度地去除凸台周围毛坯。而在等高行切插铣中，一方面取与刀位点处轮毂面法向作为插铣加工刀轴可减小加工后零件表面残留量[7-8]，并可使切削段上的刀轴均匀变化；另一方面受岛屿凸台干涉影响，若切削段端点位于环切线组{lj}上，则该端点处的刀轴矢量需取其凸台平面法向。上述情况可能造成因端点处刀轴矢量与中间刀位点处刀轴偏差过大导致加工中刀轴突变，因此采用计算切削段端点与中间刀位点刀轴矢量偏差值，在切削段两端取刀轴调整区间，在区间内对刀轴进行调整使刀轴变化均匀。如图5所示的某切削段沿机匣回转中心（Y轴）方向的俯视示意图，两端均位于环切线上，现以该情况为例说明切削段初始刀轴计算方法。　　AB为某行中的某一切削段，中间刀位点处取轮毂面法向作为插铣加工刀轴，因切削段为等高圆弧且轮毂面为回转体，切削段上任意两点P1，P2处的轮毂面法向T1，T2之间的关系为T2=T1×M（α），其中M（α）为过切削段圆弧中点O绕零件中心轴向（Y轴）顺时针旋转的变换矩阵：　　其中，α为P1、P2之间在圆弧上的圆心角。　　由于端点A、B处受岛屿凸台干涉影响，A、B处以凸台平面法向作为插铣刀轴，为保证该切削段插铣加工时刀轴均匀变化，应对刀轴矢量进行调整。在切削段头尾各取一刀轴调整区间AA1、BB1，在区间内对刀轴进行调整使刀轴变化均匀。该切削段刀轴计算方法如下。　　（1）计算切削段两端点A、B处单位化刀轴矢量V1（沿岛屿凸台1平面法向）、V2（沿岛屿凸台2平面法向），及该点沿轮毂面法矢单位化矢量N1、N2，计算AB夹角ω及AB弧长S=ω×RC，其中ω为AB夹角，RC为圆弧半径。　　（2）计算预调整区间AA1、BB1弧长S1=—V1-N1—/Λ、S2=—V2-N2—/Λ，其中Λ为单位弧长刀轴变化量，根据加工参数预先设定。　　（3）若S≥S1+S2,则切削段两端各取一段刀轴调整区间，位于该区间外的刀轴取刀位点处轮毂面法向，此时与端点A呈顺时针角度φ（0≤φ≤ω）处的刀位点C处刀轴矢量VC为：　　当0≤Sc（φ）≤S1时，VC=（V1-N1）×M（φ）（S1-Sc（φ））/S1+N1×M（φ）；当S1≤Sc（φ）≤S-S2时，Vc=N1×M（φ）；当S-S2≤Sc（φ）≤S时，Vc=（V2-N2）×M（φ-ω）（S2-S+Sc（φ））/S2+N1×M（φ）。　　其中表示AC弧长，M（χ）表示过圆弧AB圆心绕回转轴（Y轴）顺时针旋转角度x的旋转变换矩阵：　　M（χ）=　　（4）若S

不明白你问题的意思！请说明！不过，一般发动机有五大系统和两大机构，他们概括了整个发动机的构成！五大系统机即：冷却系，润滑系，启动系，点火系，燃料供给系！两大机构即：配气机构和曲柄连杆机构！