高（gāo）渦葉片（piàn）氣膜孔加工工藝（yì）分析
2013-5-7 來源： 作者：
高壓渦輪葉片是航空發動機（jī）透平機中的關鍵部件，它工作（zuò）環境十分惡劣。在發動機循環中，高壓渦輪葉片承受著燃燒後產生的高（gāo）溫高壓燃氣的衝擊，有效的冷卻（què）措施既可以保（bǎo）證發動機安全可靠的（de）工作，延長發動機的使用壽命，也可以降低高溫材料的成木。發動機的性能在很大（dà）程度上取（qǔ）決於渦輪進口溫度的高低，它受（shòu）到渦輪葉片材料和結構的限製。因此對渦輪葉片進行連（lián）續不斷的冷卻（què），使之可以在允（yǔn）許的工作環境溫度中超（chāo）過材（cái）料的熔點仍能安全可靠地工作。
氣膜冷卻技（jì）術是具（jù）有代（dài）表性的重要結構改進之一，大大提高了發動機的性能：氣膜冷卻就是在渦輪葉片葉身上沿葉高方向分布了n排冷卻氣膜孔，從氣膜孔噴出的冷卻（què）氣流在葉身表麵形成氣膜，阻隔高溫的燃氣，從而提高葉片材（cái）料的耐高溫性能。冷卻氣膜孔的加工質量直接影響了高壓渦輪葉片的冷卻（què）效果，並影響到葉片的工（gōng）作壽命。
氣膜冷卻孔的（de）加工方法通常有激光加工(Laser）、電火花加工(EDM）等方式。前者加工速度快，成本低，但是由於激光的燒熔作用，孔內粗糙度不均勻，形成較厚的重熔層，實際測量的孔直徑要小於孔的實際通流直徑；後者加工精（jīng）度高（gāo），孔內粗（cū）糙度均勻，且重熔層較薄（báo），可以加工成（chéng）形孔，但是加工時間較長，成（chéng）本較高。
為了得到較好的氣膜孔加工質量，目前在航空製造業中高渦葉片氣（qì）膜孔大都采用電火花方式（shì）進行加工。在氣膜孔的（de）電火花加工過程中存在（zài）以下幾個向題：①工作液壓力降低、基體雜質、內腔表麵（miàn）型（xíng）芯殘留附著物等會（huì）導致（zhì）加工時間延長，造成重熔層（céng）增厚（hòu）超標，甚至出現（xiàn）微裂紋。②在氣膜孔補加工時，電極與原孔完（wán）全重合困難，容易產（chǎn）生二次放電，對零件表麵狀態（tài）會造成影響。③目前國內沒有氣膜孔內腔斜孔（kǒng）銳角尖邊倒圓的（de）成熟加工技（jì）術。由此可見，重熔層的（de）厚度是影響氣膜孔質量的關鍵要素，通過工藝參數的優化可（kě）實現重熔層厚度（dù）最小化，以改善（shàn）氣膜孔的加工質量。
重熔層厚度是參數設計中用來度量氣膜孔加工質量的指際，是參數設計的核心（xīn）因素，其基（jī）本思想是通過（guò）選擇係統中（zhōng）所有參數的最佳水平組合，使（shǐ）氣膜孔的加工質量最好，重熔層厚度值越小，氣膜孔的加工質量就越好（hǎo）。重熔層的分析過程實際上是（shì）一個擇優的（de）問題，它通過使用正交表，以重熔層（céng）厚度T作（zuò）為氣膜孔（kǒng）加工（gōng）質量的評價指標，運用統計技術進行分析（xī），確定（dìng）最佳水平組（zǔ）合。重熔層（céng）厚度值的極差越大，影響因素水平就越高。
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