鈦合金離心式整體葉輪加工工藝研究

初永春 王心昊

(中車大連機(jī)車研究所有限公司 遼寧 大連 116021)

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隨著柴油機(jī)性能的不斷提升和排放法規(guī)的要求愈發(fā)嚴(yán)格，內(nèi)燃機(jī)車及船機(jī)用柴油機(jī)對增壓器壓比和效率的需求也在不斷提高。如中車大連機(jī)車研究所有限公司某型增壓器壓氣機(jī)標(biāo)定工況壓比已經(jīng)達(dá)到6.5，最大工作壓比超過7.0以上，而增壓器的性能主要取決于其核心部件離心式壓氣機(jī)葉輪(見圖1)，新型增壓器普遍使用空間曲面造型的整體式葉輪，由于其復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)，極高的精度要求，使得葉輪葉片成為最典型的難加工結(jié)構(gòu)件，葉輪加工也素有“機(jī)械加工的巔峰競技場”之說，可見其在機(jī)加工技術(shù)上的典型代表作用，而葉輪直徑超過了350 mm，當(dāng)增壓器轉(zhuǎn)速達(dá)到30 000 r/min時(shí)，葉輪最外緣線速度已經(jīng)超過1.5倍音速，而此處壓縮空氣的溫度也在250 ℃以上，這對離心式壓氣機(jī)葉輪的材料性能提出了巨大的要求，常用的鋁合金葉輪材料性能已經(jīng)限制了增壓器的性能提升要求，目前，新一代高性能增壓器已逐漸使用鈦合金取代鋁合金制作壓氣機(jī)葉輪，以滿足愈發(fā)嚴(yán)酷的性能指標(biāo)要求。鈦合金具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也因?yàn)椴牧系奶厥庑裕庸るy度也非常高。本文通過生產(chǎn)加工實(shí)踐積累，編制了鈦合金離心式整體葉輪加工工藝，分析生產(chǎn)加工細(xì)節(jié)中的刀具選擇、切削加工方式及參數(shù)應(yīng)用等，解決生產(chǎn)加工中出現(xiàn)的問題，以使生產(chǎn)工藝更精準(zhǔn)，加工效率和穩(wěn)定性更高。……