047-1-4复杂型面整体叶轮/叶盘旋转磨料流抛光设备及技术

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所属分类:机械项目

一、产品和技术简介:

  采用此旋转磨料流体抛光设备,在整体叶轮表面创成出具有特定形状、尺寸和分布规律的微形貌和结构纹理,可显著改善叶轮表面近壁流体的输运特性,对于提升飞机发动机的压气效率、推重比和热导率等关键指标意义重大。通过旋转磨料流抛光技术可对整体叶轮复杂表面进行几何形状的精确创成,为形成具有特定微形貌和表层性态特征的功能表面的数字化制造奠定了坚实的基础。

二、应用范围:

  我国将大飞机研制作为国家战略,希望大飞机成为一个有竞争力的产业,带动整个产业链的同步大发展。整体叶轮作为代表性难加工零件,开展相关制造技术的基础科学研究对实现我国高性能复杂航空零件自主制造能力的突破具有重要意义。其制造能力和水平体现了一个国家制造业的核心竞争力,是我国大飞机自主研制必须突破的关键技术,在我国航空领域有着巨大的军事,经济及社会效益。

三、生产条件:

  机械学院在复杂曲面数字化制造理论与应用及精密测量数字化控制、难加工材料精密和超精密加工理论和技术等领域具有深厚的研究基础。研究成果广泛地应用于能源、航天和国防等领域,获得包括2008年国家技术发明一等奖在内的国家和省部级奖10余项、发明专利10余项。

四、获得的专利等知识产权情况:

申请发明专利2项

1)一种整体叶轮类零件抛光方法(专利申请号:201210103154.4)

2)一种整体叶轮类零件抛光装置(专利申请号:201210103751.7)

五、成本估算:

  整体叶轮,叶盘类零件在国内主要靠手工抛光,抛光单个叶轮需要一个月左右时间,且加工纹理不规则,加工环境差,废品率高。通过本技术应用,研制自动化光整加工设备,可在原有基础上,使加工效率提高十几倍,设备成本约300万元。

六、规模与投资;

  据预测,到2020年,我国大约需新增干线客机1600架左右,总价值1500亿美元至1800亿美元;而到2050年,我国大约还需要更新和新增干线客机3000多架,加上各类支线客机和民用运输机,总价值在3500亿美元至4000亿美元之间。未来二十年我国航空工业面临着前所未有的发展机遇,在此背景下,所研制的旋转磨料流加工技术与设备为上述需求提供了广泛的应用前景。

七、提供技术的程度和合作方式:

  旋转磨料流磨抛技术,可针对于复杂型面,细长孔,复杂阀体内腔,特别是飞机整体叶轮类,零件表面进行加工,目前已经申请发明专利两项,希望转让知识产权或提供技术指导方式合作,以便促成产学研结合,促进机械行业的进步及行业的发展并带来社会效益!

八、配图:

针对钛合金整体叶轮等难加工复杂曲面的难加工特点,具体设备及试验结果如下:

1)研制了拥有自主知识产权的粗抛及半精抛挤压式旋转磨料流设备如图1所示;

2)并在此基础上细化磨抛工艺,设计并制造了抽吸式旋转磨料流的精抛加工设备如图2所示;

3)并研制了专用粗精抛磨料,并结合试验及仿真方法建立加工数据集,其经过粗精抛后的航空整体叶轮

047-1-4复杂型面整体叶轮/叶盘旋转磨料流抛光设备及技术
镁合金表面镀锌钝化

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