盘件无模碾压技术进展及产业化分析

发布时间：2024-03-10 13:10

　　无模碾压技术在发动机用双性能涡轮盘成形方面具有特色优势,并广泛应用于高温合金、钛合金、轻合金和钢类等大型复杂盘件的加工成形。通过详细剖析无模碾压技术及设备研究现状,分析并探讨了现有设备样机存在的问题及实现无模碾压技术产业化应用的主要途径。研究结果表明,目前仅有俄罗斯和美国GE掌握无模碾压成形工艺和装备,国内仍处于基础研究阶段;现有样机设备刚度和强度不足,在框架结构、加热系统、成形工艺及模拟仿真方面还存在一些问题,尚不能满足高温合金涡轮盘样件的成形需求,亟需开发新一代无模碾压成形设备;基于前期在电阻炉加热系统、碾压头设计、工艺计算软件和工艺数控执行系统的研究成果,依托现有成熟的卧式数控辗环机并在其基础上改造升级,是无模碾压技术快速实现产业化的最佳途径。

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【部分图文】：

图1盘件无模碾压成形原理示意图

图1为盘件无模碾压成形原理示意图，盘件由中心轴固定，4个碾压头对称分布在盘坯两侧。碾压头绕自身中心轴自转，通过摩擦力驱动盘件转动并迫使盘件发生局部变形，盘件最终形状和性能由碾压头的运动轨迹和姿态决定。其中沿盘件厚度方向的上下两对碾头相对独立，即同侧碾头在径向位置同步，而异侧碾头可....

图2俄罗斯学院的SRZh-800型碾压设备图

图2为俄罗斯学院的无模碾压设备，可以看出其设备采用盘件立式装卡形式，驱动系统采用液压驱动，中心的加热系统以及其他细节由于遮挡无法看清。图3为机械科学研究总院仿制的数控无模碾压设备样机(未安装加热系统)，是国内目前唯一的一台碾压工艺雏形设备。图3数控无模碾压设备样机

图3数控无模碾压设备样机

图2俄罗斯学院的SRZh-800型碾压设备图由于是首台试制且经费不足，在刚度设计上欠失考虑，设备工作过程中发生横梁弹性变形，对试验工作造成了极大影响；同时设备加载能力也不足，使得高强度材料成形试验较难完成，只能通过小变形的积累完成大变形，造成设计的理想工艺路线不能试验印证，削弱....

图4设备样机的刚度分析

图4为碾压设备样机的刚度试验分析结果，根据受力示意图4a，测得设备框架最大变形可使碾头顶端偏移量达2.75mm。图4b对比不同转速ω对应曲线图可知，成形时设备框架变形损失量基本在50%以上，碾头转速越高变形损失越小。例如，在盘件1/2半径处并转速0.48rad/min下，当横....

本文编号：3924843