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葉輪葉輪軸工藝分析
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  • 葉輪葉輪軸工藝分析飛機(jī)整體式葉輪及葉輪軸設(shè)計(jì)制造方案
    吳一豪
    (西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院, 陜西 西安 710072)
    摘要 葉輪是動(dòng)力機(jī)械的最主要部件，特別是在航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，葉輪及葉輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工藝質(zhì)量都影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。根據(jù)葉輪的幾何結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的工藝內(nèi)容來(lái)看，設(shè)計(jì)制造葉輪以及葉輪軸時(shí)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(guò)程中比較容易產(chǎn)生干涉的情況，所以在加工葉輪時(shí)，除了要保證在設(shè)計(jì)時(shí)提前規(guī)劃好葉片的加工軌跡外，還要注意加工時(shí)執(zhí)行加工軌跡的準(zhǔn)確度和加工質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本文通過(guò)CATIA軟件，對(duì)葉輪以及葉輪軸的工藝外形進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)，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(duì)其外形和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男薷�，繼而達(dá)到加工成本低，運(yùn)轉(zhuǎn)速度精度高，造型美觀的特點(diǎn)。
    關(guān)鍵詞 葉輪及葉輪軸；加工工藝；整體鍛壓；CATIA；
    1零（部）件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析
    1.1 葉輪
    整體式葉輪作為航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件對(duì)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(shè)計(jì)質(zhì)量直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能高低，葉輪的大體結(jié)構(gòu)如下圖所示：


    其結(jié)構(gòu)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(guò)片體的增厚來(lái)實(shí)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(fù)雜的流體動(dòng)力學(xué)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)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(dòng)的規(guī)律，整體式葉輪的形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)精度要求也比較高。
    對(duì)于整體式葉輪來(lái)說(shuō)，為了達(dá)到最好的葉輪的性能，葉片的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。葉輪葉片的正反兩個(gè)面雖然都是曲面，但是又是直紋面，這兩個(gè)面分別被稱為壓力面和吸力面。在這兩個(gè)面的中間屬于過(guò)度面，采用的可變圓角形式。從葉輪的進(jìn)口算起到葉片根部的圓角逐漸增大。之所以在葉輪進(jìn)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(yīng)力的能力。...
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