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第1篇 透平机械叶片及其制造技术概论 1

第1章 现代透平机械叶片的技术特性 1

1.1 叶片在透平机械中的功能使命 1

1.1.1 叶片的工作原理 1

1.1.2 叶片的工作条件 3

1.2 叶片分类及其特点 4

1.2.1 按使用功能划分 4

1.2.2 按工作状态划分 5

1.2.3 按叶片型面类型划分 5

1.2.4 按叶片材料划分 5

1.2.5 按有无阻尼台划分 5

1.2.6 按叶片是否实体划分 6

1.3 叶片与轮盘的连接榫头 6

1.3.1 销钉式榫头 6

1.3.2 燕尾形榫头 7

1.3.3 涡轮叶片上枞树形榫头 8

1.4 航空发动机叶片的特性 8

1.5 叶片制造技术概述 9

1.5.1 涡轮叶片的制造技术 10

1.5.2 压气机叶片制造技术 11

1.5.3 计算机模拟激光快速成型技术 11

第2章 透平机械叶片材料 14

2.1 透平机械叶片选材 14

2.1.1 叶片设计的通用安全系数含义 14

2.1.2 发动机叶片选材的系统工程特性和对应的选材原则 14

2.1.3 航空发动机叶片材料选择基本程序 15

2.2 叶片用材料特性 15

2.3 叶片的主要失效形式及预防措施 16

2.3.1 叶片的主要失效形式 16

2.3.2 预防失效的主要技术措施 17

2.4 航空发动机叶片常用材料 17

2.4.1 铝合金 17

2.4.2 钛合金 18

2.4.3 不锈钢 22

2.4.4 高温合金 23

2.4.5 定向、单晶合金特点及应用情况 29

2.5 叶片材料发展展望 30

2.6 典型叶片热处理工艺 31

2.6.1 LY2铝合金叶片的热处理 31

2.6.2 不锈钢叶片的热处理 31

2.6.3 钛合金叶片的热处理 34

2.6.4 高温合金叶片的热处理 36

第2篇 叶片锻造 39

第3章 叶片锻压成形 39

3.1 概述 39

3.2 叶片锻压成形的基本工艺技术 39

3.2.1 叶片锻压成形工艺类型 39

3.2.2 叶片锻件设计 40

3.2.3 叶片锻压工艺过程设计 45

3.2.4 涡轮叶片模锻工艺的典型实例 46

3.3 叶片锻压模具设计 49

3.3.1 叶片终锻模设计 49

3.3.2 叶片预锻模设计 53

3.4 叶片精锻成形 55

3.4.1 叶片精锻工艺概述 55

3.4.2 叶片精锻工艺的构成 56

3.4.3 叶片精锻设备 60

3.4.4 典型叶片精锻件成形工艺过程 64

第4章 特种锻压技术在叶片成形中的应用 78

4.1 概述 78

4.1.1 特种锻压技术的定义、范围和种类 78

4.1.2 叶片锻压成形应用特种锻压技术的意义 78

4.1.3 选择特种锻压技术的主要原则 79

4.2 高速锤成形 79

4.2.1 高速锤成形的基本概念 79

4.2.2 叶片高速锤挤压成形 85

4.2.3 高速锤挤压模具 94

4.2.4 典型工艺实例 99

4.3 叶片无余量冷辊轧成形 101

4.3.1 冷辊轧成形的基本概念 101

4.3.2 辊轧成形工艺 105

4.3.3 冷轧模设计 110

4.3.4 典型工艺实例 112

4.4 等温模锻成形 114

4.4.1 等温成形的特点 114

4.4.2 等温成形变形力的计算 116

4.4.3 叶片等温锻模具材料的选择 118

4.4.4 叶片等温锻模具的设计原则 119

4.4.5 等温模锻对润滑防护剂的特殊要求 119

4.4.6 典型件的等温模锻工艺示例 120

第3篇 叶片的精密铸造 121

第5章 叶片精密铸造成形与设计 121

5.1 概述 121

5.2 精密铸造叶片成形机理 121

5.2.1 等轴晶叶片凝固机理 121

5.2.2 叶片定向机理 122

5.2.3 单晶形成的机理 123

5.2.4 叶片的热处理及微观组织控制原理 123

5.2.5 热等静压技术 124

5.2.6 叶片再结晶 125

5.3 定向柱晶和单晶叶片的铸造特点 125

5.4 精密铸造叶片的设计 127

5.4.1 叶片的工艺设计 127

5.4.2 叶片精铸模具设计 134

第6章 叶片精密铸造工艺 147

6.1 概述 147

6.2 陶瓷型芯的制造工艺 147

6.2.1 概述 147

6.2.2 陶瓷型芯的性能要求 148

6.2.3 陶瓷型芯的制造工艺原理 151

6.2.4 制芯工艺 153

6.2.5 从铸件中脱芯 156

6.3 蜡模的制造工艺 157

6.3.1 模料的性能 157

6.3.2 模料的种类与特性 157

6.3.3 模料的制备 160

6.3.4 模料回收处理 160

6.3.5 制模工艺 161

6.4 型壳制造工艺 167

6.4.1 对型壳性能的要求 167

6.4.2 制壳用原材料 169

6.4.3 型壳制造工艺 171

6.5 熔铸工艺 177

6.5.1 熔炼设备 177

6.5.2 叶片精密铸造用合金锭制备 179

6.5.3 典型叶片熔注工艺 180

6.6 精铸叶片质量检验 183

第4篇 叶片机械加工 185

第7章 叶片机械加工工艺路线 185

7.1 叶片机械加工工艺路线特点 185

7.2 叶片机械加工基准的确定 186

7.2.1 建立叶片机械加工基准坐标系的主要形式 186

7.2.2 确定叶片机械加工基准坐标系的基本要点 194

7.3 叶片机械加工工艺路线的制订 195

第8章 叶片典型结构要素加工 197

8.1 叶身型面加工 197

8.1.1 叶身型面成型铣削 197

8.1.2 叶身型面仿型切削加工 198

8.1.3 叶身型面砂带磨削 205

8.1.4 叶身型面砂带抛光 215

8.1.5 叶身型面手工抛光 218

8.2 叶片榫头榫齿（枞树型、燕尾型直齿和圆弧齿）加工 225

8.2.1 榫齿成型铣削 226

8.2.2 榫齿缓进磨削 228

8.2.3 叶片榫头拉削 235

8.3 叶片阻尼台的加工 250

8.4 叶片安装板及叶冠的加工 258

8.4.1 概述 258

8.4.2 叶片安装板的加工 260

8.4.3 叶冠的加工 275

8.5 轴颈的加工 277

第9章 叶片加工计算机辅助设计制造工程 280

9.1 概述 280

9.2 叶片CAD的内容 281

9.3 叶片CAM的内容 281

9.4 UG软件介绍 287

9.4.1 UG软件概论 287

9.4.2 UG软件的应用实例 287

9.5 计算机辅助工艺过程编制——CAPP 293

9.6 叶片柔性制造系统——FMS 295

第5篇 叶片特种加工技术 299

第10章 叶片的电加工技术 299

10.1 叶片的电解加工 299

10.1.1 叶片的电解加工机理及其特点 299

10.1.2 电解液的选择 300

10.1.3 叶片型面电解成型加工 303

10.1.4 整流叶片扁孔电解加工 309

10.1.5 整体叶轮电解加工 314

10.1.6 小孔电液束加工 316

10.2 叶片的电火花加工 319

10.2.1 电火花加工特点及其分类 319

10.2.2 小孔电火花加工 320

10.2.3 用电火花法加工叶片安装板侧面封严槽 324

10.2.4 异型深孔线切割 325

第11章 叶片的焊接和激光加工 327

11.1 叶片的焊接 327

11.1.1 概述 327

11.1.2 压气机静子叶片组件的钎焊 328

11.1.3 钛合金空心可调叶片组件的钎焊 332

11.1.4 钛合金工作叶片阻尼台耐磨合金的感应钎焊 334

11.1.5 涡轮工作叶片堵盖的扩散钎焊 336

11.1.6 涡轮导向叶片组件的钎焊 338

11.1.7 涡轮工作叶片叶冠耐磨层的焊接 340

11.1.8 钛合金空心整流叶片的超塑成形与扩散连接 346

11.2 叶片的激光加工 348

11.2.1 激光加工机理及其特点 348

11.2.2 激光加工在叶片制造中的应用 349

11.2.3 激光打孔 349

第12章 叶片表面处理技术 351

12.1 叶片表面喷丸强化 351

12.1.1 概述 351

12.1.2 喷丸强化原理 351

12.1.3 喷丸强化工艺对疲劳强度的影响 352

12.1.4 叶片喷丸强化工艺参数及设备 353

12.2 叶片表面光饰 354

12.2.1 振动光饰 355

12.2.2 滚动光饰 359

12.3 叶片表面化学处理与涂镀层 361

12.3.1 叶片宏观腐蚀检查 361

12.3.2 钛合金锻造叶片表层去除和化学铣削 363

12.3.3 压气机叶片叶身涂、镀层 366

12.3.4 导向叶片和整流叶片特殊功能性涂层 369

12.3.5 压气机转子叶片榫头电镀银和刷镀镍 371

12.4 叶片高温防护涂层 375

12.4.1 叶片高温防护涂层的进展历程 375

12.4.2 MCrAlX合金涂层的制备方法及比较 376

12.4.3 热障涂层——最有发展前景的第四代防护涂层 377

12.4.4 高温防护涂层制备方法、原理及应用实例 378

第6篇 叶片检测 385

第13章 叶片形状与尺寸的检测 385

13.1 概述 385

13.2 专用测具检测 387

13.2.1 叶身型面检测 387

13.2.2 相关尺寸检测 391

13.2.3 导向叶片喉道面积测量 392

13.2.4 叶片榫头测量 394

13.2.5 叶片阻尼台、锯齿冠的测量 397

13.3 电感测量 398

13.3.1 电感测量原理、构成及特点 398

13.3.2 电感测量仪在叶片测量中的应用 399

13.3.3 几种多通道电感测量仪简介 401

13.4 光学投影检测 402

13.4.1 光学投影检测原理 402

13.4.2 光学投影仪在叶片检测中的应用 403

13.5 三坐标测量 404

13.5.1 三坐标测量原理、流程 404

13.5.2 三坐标测量在叶片测量中的应用 405

13.5.3 三坐标测量的误差 409

第14章 叶片主要物理性能检测 410

14.1 概述 410

14.2 叶片的频率测量 410

14.2.1 静频测量的意义 410

14.2.2 静频的测量方法 410

14.2.3 叶片静频测定 414

14.3 叶片静力矩测量 422

14.4 叶片表面完整性检测 423

14.4.1 检测叶片表面完整性的意义 423

14.4.2 表面完整性评价方法 424

14.4.3 表面完整性检测技术 424

第15章 叶片的无损检测 429

15.1 概述 429

15.2 叶片的磁粉检验 429

15.2.1 磁粉检验原理及特点 429

15.2.2 叶片磁粉检验中的常见缺陷 430

15.2.3 磁粉检验方法 430

15.2.4 叶片的磁粉检验工艺 431

15.3 叶片的射线检测 431

15.3.1 射线检测的基本原理 431

15.3.2 叶片射线检测中的常见缺陷 432

15.3.3 射线检测的基本技术 432

15.4 叶片的渗透检验 439

15.4.1 渗透检验的基本原理 439

15.4.2 叶片渗透检验中的常见缺陷 440

15.4.3 叶片的渗透检验工艺 440

15.5 叶片的超声波检验 440

15.5.1 超声波检验的原理 440

15.5.2 超声波检验在叶片上的应用 441

15.5.3 叶片超声波检验的工艺要点 442

15.6 涡流检测 444

15.6.1 涡流检测的原理及特点 444

15.6.2 涡流检测在叶片上的应用 444

15.6.3 叶片涡流检测的工艺要点 445

15.7 叶片工业CT检测技术 446

15.7.1 工业CT检测技术 446

15.7.2 CT技术的基本原理 446

15.7.3 工业CT技术在叶片检测上的应用 448

参考文献 449

后记 451