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航空制造技术
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谢向利

半月刊

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航空制造技术/Journal Aeronautical Manufacturing TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊以先进性、实用性见长。在航空、航天、军工领域及机床、模具、汽车、船舶等领域享有较高声誉。是富有影响力的刊物。主要栏目：专稿、综述、科技成果、学术论文、新工艺 新技术 新设备、技术改造 技术革新、生产组织与管理、简讯与工艺动态、装备市场指南等。是中国科技论文统计用刊、中文核心期刊，曾获航空优秀科技期刊一等奖、全国优秀科技期刊二等奖、“八五”优秀国防科技期刊。本刊全面组织推动制造业科研、生产、销售信息的交流，竭诚为国内外厂商创造更多的社会效益和经济效益。
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    纵扭超声振动辅助铣削60%SiCp/Al多目标参数优化研究

    牛秋林戴福朋荆露王星华...
    14-26页
    查看更多>>摘要：针对高体积分数碳化硅颗粒增强型铝基复合材料(SiCp/Al)在铣削过程中加工难度大、表面质量差等问题,提出了纵扭超声振动辅助铣削复合工艺.以超声振幅、切削速度、每齿进给量和切削深度为变量,设计了四因素五水平正交试验.通过响应曲面法和人工神经网络,建立了切削力、切削温度和表面粗糙度的预测模型,分析了 4 个参数变量中两个指标的交互影响作用,并对预测模型的准确性进行了对比验证.最后,采用遗传算法对切削力、切削温度和表面粗糙度进行了多目标参数优化.结果表明,响应曲面法与人工神经网络建立的模型均有较好的预测能力,但人工神经网络准确性更高.采用遗传算法优选出的最佳参数组合为超声振幅A=1.84 μm,切削速度vc=20 m/min,每齿进给量fz=0.015 mm/z,切削深度ap=0.8 mm,经过验证试验后发现,采用优选参数有效降低了切削力、切削温度和表面粗糙度,各值分别为切削力Ft=7.23 N,切削温度T=40.18℃,表面粗糙度Ra=2.4673 μm,预测误差分别为6.91%、6.53%、2.53%,证明了预测模型的准确性与优化参数的有效性.

    纵扭超声振动辅助铣削响应曲面法人工神经网络遗传算法预测模型多目标参数优化

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    基于反向分段加工的整体叶盘变形控制技术研究

    杨滨涛刘明柏廷越陈帅...
    28-35页
    查看更多>>摘要：针对航空发动机整体叶盘精加工过程中易产生颤振和加工变形的难题,开展了整体叶盘变形控制技术研究,设计出一种基于反向分段加工的光固化辅助支撑夹具.首先依据工件分段刚性化原则说明反向分段加工对于减少工件加工变形的有效性.其次设计了包括压紧块、仿形块、固定板在内的三段式叶盘加工辅助支撑夹具,通过光敏树脂填充仿形块与叶片之间的缝隙,为整体叶盘的加工提供良好支撑.并对夹具支撑性能进行了测试,验证了夹具的可靠性.最后,采用叶盘模拟件进行了反向分段加工验证试验,结果表明,所设计的夹具减小了叶盘截面线加工误差,最大让刀变形量由 0.1 mm下降到了 0.05 mm,验证了光固化辅助夹具对整体叶盘加工具有较好的变形控制作用.

    整体叶盘变形控制反向分段加工辅助支撑光敏树脂

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    不同喷丸强度对FGH96粉末高温合金表面完整性的影响研究

    盖鹏涛武赟华曹子文魏大盛...
    38-43页
    查看更多>>摘要：粉末高温合金涡轮盘由于长期在高温高应力等极端环境下服役,通常需对其表面进行喷丸强化处理,以满足严苛的性能需求.基于此,本文系统研究了不同喷丸强度对镍基粉末合金FGH96的表面完整性的影响.结果表明,经喷丸处理后,合金近表层晶粒发生细化,产生了一层硬化层,并在表层引入了较大的残余压应力.此外,在合金近表面产生了塑性变形层,其深度随喷丸强度增加而增加,由原始状态下的 5 μm增加到 0.25 mmA喷丸强度下的 117 μm.随喷丸强度的增加,合金的表面粗糙度、表面硬度值、硬化层深度、表层残余压应力和残余应力层深均呈增加趋势.该研究结果可为粉末高温合金喷丸强化工艺的设计和选取提供一定的数据基础.

    粉末高温合金喷丸强化表面完整性残余应力塑性变形

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    FGH4096粉末高温合金保载低周疲劳性能研究

    鲁亮张剑锋徐瑶杨璟...
    44-50页
    查看更多>>摘要：对FGH4096粉末高温合金在700℃下进行了总应变范围控制的低周疲劳试验和拉伸应变保载低周疲劳试验,研究了保载时间对滞回环特征、应力松弛、循环应力响应和疲劳寿命的影响及其产生作用的损伤机理.结果表明,保载时间的引入可导致FGH4096 合金疲劳寿命降低,随保载时间的延长,疲劳寿命降低速率逐渐减小;在总应变范围 0.9%下,不同保载时间下FGH96 合金均表现出循环软化特征;在拉伸应变保持期间发生应力松弛现象,拉伸应变保持初始阶段,应力急剧下降,之后随保持时间延长而趋于平缓.微观组织分析表明,低周疲劳断口和保载低周疲劳断口均由疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬断区组成,疲劳源区均位于试样表面,扫描电镜下观察两种试样断口均未发现明显的蠕变断裂特征.

    FGH4096粉末高温合金保载低周疲劳应力松弛拉伸应变疲劳断口

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    GH536燃烧室帽罩粘性介质压力成形贴模性数值分析

    滕瀚蔡晋阚田田李威...
    51-57页
    查看更多>>摘要：针对航空发动机燃烧室帽罩贴模性难以精确控制等问题,进行了粘性介质压力成形工艺数值分析,根据成形压力与保压时间的不同,建立了 7 组粘性介质成形有限元模型,探究成形压力和保压时间对壁厚变化及回弹分布的影响.结果显示,在保压时间一定的情况下,成形压力从20 MPa提高到80 MPa时,帽罩成形的壁厚差从2%降低至 0.7%,成形压力为 80 MPa时回弹量达到最低值,与成形压力 20 MPa相比,回弹量降低约 47.1%.在成形压力一定的情况下,保压时间为 0.10 s时回弹量达到最低值,与保压时间 0.06 s相比,回弹量降低约 60.8%.在选定参数范围内,提高成形压力可提高帽罩粘性介质成形的贴模性,相比保压时间,成形压力对帽罩缺陷特征的影响更显著,考虑到高减薄率及增厚率带来的破裂、褶皱等风险,最终选择成形压力为80 MPa,保压时间为0.10 s.

    航空发动机贴模性有限元粘性介质压力成形回弹

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    IC10高温合金大间隙钎焊接头组织与力学性能研究

    邱嘉玉丁宁张元伟毛唯...
    58-62页
    查看更多>>摘要：针对航空发动机涡轮热端部件的焊接制造需求,开展了定向凝固高温合金IC10 的大间隙钎焊工艺研究.结果表明,采用Ni-Nb-W-Co-Cr-Al合金钎料在不同间隙内预填高温合金粉末,在 1225℃/30 min钎焊条件下可获得冶金质量良好的IC10 合金大间隙钎焊接头.当钎焊间隙为 0.2 mm时,接头在 980℃/75 MPa下的平均持久寿命为 44.56 h,随钎焊间隙增大,接头高温持久寿命逐渐下降.从接头断口分析来看,接头中的脆性化合物相为薄弱相,易萌生裂纹,从而诱发断裂.

    IC10高温合金钎焊接头显微组织力学性能

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    工艺参数对短电弧-电化学复合加工表面质量的影响研究

    代向宇胡国玉周建平张儒...
    64-70,86页
    查看更多>>摘要：针对传统短电弧铣削加工后表面存在热损伤层问题,在钛合金TC4 上进行了短电弧-电化学复合加工试验研究,分析了短电弧-电化学复合加工的材料去除机制,并通过理论模型分析了影响复合加工快慢及表面质量的关键影响参数,即加工电压、工作介质电阻率和进给速度.通过单因素试验研究了关键参数对短电弧-电化学复合加工表面质量的影响.试验结果表明,利用短电弧-电化学复合加工底面间隙电化学效应可以很好地去除短电弧加工后表面热损伤层.在进给速度为 4 mm/min时可以实现无热损伤层加工,加工效率为 354 mm3/min,加工表面粗糙度Sa为17.982 μm.

    钛合金TC4短电弧-电化学复合加工工艺参数热损伤层表面粗糙度

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    低共熔溶剂中乙醇添加对激光选区熔化GH4169合金电化学抛光行为的影响

    王超群吴松全杨义王皞...
    71-78页
    查看更多>>摘要：激光选区熔化GH4169 合金的高表面粗糙度是其应用过程中需要解决的一大难题,为了替代传统电化学抛光(电抛)使用的酸基电解液,本研究采用绿色安全的氯化胆碱-乙二醇体系作为低共熔溶剂(DES)对激光选区熔化GH4169 合金进行电抛的研究.以电抛前后试样的表面形貌、粗糙度、光泽度、润湿角和电化学工作站测试的结果为指标,探索在氯化胆碱-乙二醇中加入不同摩尔比例的乙醇对试样表面电抛效果的影响.结果表明,电抛后的试样表面质量得到了显著的改善.其中,在氯化胆碱∶乙二醇∶乙醇摩尔比 1∶1.9∶0.1,电抛参数为温度 60℃、时间30 min、电压3 V、磁子转速240 r/min和电极间距13 mm时,试样表面被整平抛亮,抛光效果最好,粗糙度Ra达到(0.403±0.010)μm,光泽度达到(357.9±2.2)GU,润湿角以及电化学行为也验证了电抛后的试样表面更有利于耐蚀性.同时,探讨了合金在氯化胆碱-乙二醇体系中的电抛机理.

    高温合金激光选区熔化(SLM)电化学抛光表面粗糙度表面光泽度

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    干冰颗粒射流冷却铣削Inconel 718切削性能评价研究

    辛明泽王兵刘战强赵明...
    79-86页
    查看更多>>摘要：镍基高温合金Inconel 718 以高韧性和低导热性等物理力学性能使其成为典型难加工材料,在切削过程中易产生大量切削热,导致刀具磨损加剧并影响加工表面质量.干冰作为一种清洁冷却介质,具有临界温度低、潜热高、升华后无残留等特点,在难加工材料高效准干式切削中具有重要应用潜力.本文将干冰颗粒射流冷却辅助方法应用于Inconel 718 切削加工,通过降低切削温度对改善Inconel 718 切削性能的有益效果探索该绿色工艺.开展了干冰颗粒射流冷却辅助铣削试验,分析了干冰颗粒冷却工艺对Inconel 718 加工过程中铣削温度、铣削力以及加工表面粗糙度的影响规律.结果表明,在干冰颗粒射流冷却条件下,Inconel 718加工过程中铣削温度和铣削力得到显著降低,同时加工表面粗糙度减小,证明干冰颗粒射流冷却辅助加工能够有效改善高温合金材料的切削性能.

    射流冷却干冰颗粒绿色加工切削性能Inconel718

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    闭式叶环开槽电解加工流场仿真与阴极结构优化

    左航朱栋李素乐王福平...
    87-92,109页
    查看更多>>摘要：闭式叶环是一类减重性能优越的整体构件,但因其结构闭式,开敞性差,通道狭窄扭曲,刀具进给空间有限,加工十分困难.电解加工为非接触式特种加工方法,具有加工不受材料力学性能影响、工具阴极无损耗、加工效率高等优势,是加工闭式叶环的重要方法之一.闭式叶环开槽电解加工的流场研究较少,流场稳定性有待提升.针对闭式叶环开槽电解加工,采用了正流式供液的流动方式,开展了1 mm、2 mm、3 mm出液缝宽下的流场仿真和优化研究,结果表明:(1)采用出液缝宽度为 2 mm的阴极,间隙内流场均匀性和可达性更好;(2)根据等流程原则调整出液缝位置并设计引流槽结构后,叶片边缘的局部缺液现象得到有效改善.开展了 3 种不同出液缝宽度下的闭式叶环开槽电解加工试验,结果表明,采用优化流场结构的阴极可以实现叶环开槽的稳定加工,工具阴极与工件间的相对进给速度由0.79 mm/min提升至0.98 mm/min;且通道表面质量相对最优,叶背粗糙度由2.681 μm降低至1.641 μm,叶盆粗糙度由2.482 μm降低至1.243 μm.验证了流动方式的有效性和流场仿真结果的正确性.

    闭式叶环电解加工流场仿真阴极结构设计进给速度表面粗糙度

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