整體構件幾何結構復雜且材料硬度較高從而為整體構件的加工制造帶來了不小的難度。以航空發動機葉輪為例,航空發動機葉輪由于需要承受極高的溫度和極高的轉速,為滿足這一需求多使用鈦合金作為其主要的材料,同時航空發動機葉輪對于幾何尺寸的精度要求較高,因此在現今的機械加工過程中多采用的是五軸機床來進行加工。對于航空發動機中的敞開式可達性較高的葉輪傳統的機械加工方式能夠滿足加工精度的要求,而對于一些半閉式和閉式的整體構件其加工難度極大,需要采用特種加工手段來進行加工。以整體機匣、帶冠整體葉輪以及三元整流體葉輪等結構特點如下:
(1)上述整體構件中的氣流通道多為結構復雜的異形型腔,其在空間分布中形成二維或是三維的彎曲從而為整體構件的加工制造帶來了極大的困難,且氣流通道極為狹窄不利于傳統的機械加工方式的加工。
(2)上述整體構件中每種都分布著大量的氣流通道,加工精度要求極高且對于整體構件的幾何尺寸及型面精度要求很高,傳統的機械加工方式較難達到其加工要求。(3)此外,整體構件在設計的過程中為保證工件的強度及重量,要求多采用比重較高、硬度較大的材質,同時整體構件多為薄壁件結構,加工難度極大。
整體構件的上述特點為整體構件的加工帶來了不小的難度:(1)對于一些封閉或是半封閉的整體構件來說,其內部所含有的復雜、狹窄的氣流通道使得刀具無法進入到其相應的位置甚至于通過一些復雜的空間運動也無法利用直柄刀具進入到所需要加工的整體構件中的位置。(2)材料硬度大從而對整體構件機械加工中所使用的刀具提出了較高的要求。(3)在整體構件的機械加工中需要穩定性、可靠性都較高的加工工藝。(4)為完成對于復雜性極高的整體構件的加工在加工設備上多使用的是精度要求很高的四軸或是五軸機床。
(5)在復雜整體構件的機械加工過程中由于結構復雜因此在整體構件的裝夾、工藝設計上都需要投入較大的精力,在整體構件的加工過程中如采用特種加工為確保加工質量需要確保整體構件特種加工中的工具和工件之間保持一定的間隙,此外在整體構件的工藝設計中由于工藝復雜、加工難度大,在整體構件的加工中需要對各工序之間的接刀和多工序之間的統一基準問題引起足夠的重視,為提高整體構件的加工精度與加工效率,各國都投入了大量的人力物力研究對于整體構件的特種加工工藝。
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