葉輪葉輪軸工藝分析
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- 葉輪葉輪軸工藝分析飛機整體式葉輪及葉輪軸設計制造方案
吳一豪
(西北工業(yè)大學機電學院, 陜西 西安 710072)
摘要 葉輪是動力機械的最主要部件，特別是在航空航天發(fā)動機領域，葉輪及葉輪軸的結構設計以及工藝質(zhì)量都影響著發(fā)動機的整體性能。根據(jù)葉輪的幾何結構以及相關的工藝內(nèi)容來看，設計制造葉輪以及葉輪軸時受到的約束情況很多，由于相鄰葉片空間距離較小，在加工過程中比較容易產(chǎn)生干涉的情況，所以在加工葉輪時，除了要保證在設計時提前規(guī)劃好葉片的加工軌跡外，還要注意加工時執(zhí)行加工軌跡的準確度和加工質(zhì)量的實時監(jiān)測。本文通過CATIA軟件，對葉輪以及葉輪軸的工藝外形進行初步的設計，并在保證其裝配協(xié)調(diào)性的前提下完成葉輪和葉輪軸的裝備，在保證其能夠正常工作的前提下，對其外形和結構進行了適當?shù)男薷模^而達到加工成本低，運轉(zhuǎn)速度精度高，造型美觀的特點。
關鍵詞 葉輪及葉輪軸；加工工藝；整體鍛壓；CATIA；
1零（部）件結構特點分析
1.1 葉輪
整體式葉輪作為航空航天發(fā)動機的關鍵部件對于飛行器的整體飛行性能有不言而喻的影響，葉輪與葉輪軸的加工設計質(zhì)量直接決定了發(fā)動機的性能高低，葉輪的大體結構如下圖所示：
其結構主要包括葉輪和輪轂。其中的輪轂曲面主要是由流線曲線圍繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而得到的，葉片曲面是由葉片曲線沿著旋轉(zhuǎn)軸垂直方向拉伸之后通過片體的增厚來實現(xiàn)的，葉片上部的曲面是可以由裁剪得出的。
整體式葉輪都是根據(jù)復雜的流體動力學理論進行設計的得到的，其葉片是均勻分布在輪轂上面的葉片的形狀也要符合流體流動的規(guī)律，整體式葉輪的形狀結構復雜，同時精度要求也比較高。
對于整體式葉輪來說，為了達到最好的葉輪的性能，葉片的設計是至關重要的。葉輪葉片的正反兩個面雖然都是曲面，但是又是直紋面，這兩個面分別被稱為壓力面和吸力面。在這兩個面的中間屬于過度面，采用的可變圓角形式。從葉輪的進口算起到葉片根部的圓角逐漸增大。之所以在葉輪進口處選擇較小的圓角主要是為了降低阻塞損失，而在葉輪中間位置采用較大的圓角主要是為了增加葉片承受應力的能力。...
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