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22 中国航空制造技术研究院
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2021年 第64卷 9期
刊出日期：2021-05-01
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专稿
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本期封面
本期电子刊
走进科研
 
       本期封面
0 本期封面
2021 Vol. 64 (9): 0-0 [摘要] ( 90 ) HTMLNew PDF (845 KB)  ( 42 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2021 Vol. 64 (9): 1-107 [摘要] ( 118 ) HTMLNew PDF (170572 KB)  ( 172 )
       本期目录
6 本期目录
2021 Vol. 64 (9): 6-8 [摘要] ( 76 ) HTMLNew PDF (1813 KB)  ( 51 )
       专稿
14 原始粉末粒度对 GH4169 合金选区激光熔化成形件组织和性能的影响
陈仕奇，刘联平
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.014
为探究 GH4169 合金原始粉末粒度对增材制造（Additive manufacturing， AM）成形件组织与性能的影响，选取两种不同粒度范围的合金粉末进行选区激光熔化（Selective laser melting，SLM）试验，并进行相同条件的热处理。测试了沉积态和热处理态的密度和室温拉伸性能，观察了金相组织、断口形貌以及热处理后的析出相。结果表明：粗粉沉积态密度大于细粉沉积态，粉末粒度显著影响制件力学性能，细粉可以适当提高热处理态屈服强度 R p0.2 和抗拉强度 Rm，粗粉得到更高的断后伸长率 A。沉积态试样沿沉积方向呈现鱼鳞状熔池，细粉沉积态中不规则熔池多于粗粉；熔池凝固从熔池界面开始，继承已凝固熔池的组织特征，呈现组织遗传现象，粉末粒度对沉积态组织结构无明显影响；热处理态组织均为等轴晶，降低沉积态组织缺陷，析出强化相，是 R p0.2 和 Rm 提高的原因。
2021 Vol. 64 (9): 14-20 [摘要] ( 195 ) HTMLNew PDF (40528 KB)  ( 368 )
       封面文章
22 多工位电液束加工技术
张明岐，潘志福，傅军英，崔海军
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.022
现代航空发动机制造对涡轮工作叶片的小孔加工同时提出了高品质、高效率的要求。为了进一步提高航空发动机涡轮叶片气膜孔加工效率，对多工位电液束加工技术进行了研究。包括多工位电液束加工布局设计、设备设计，以及叶片定位与自动检测、加工初始间隙自动确定、加工穿透检测等关键技术的实现和应用效果。通过叶片的自动定位检测，实现了气膜孔加工中涡轮叶片型面偏差修正，通过置换探针，解决了加工初始间隙确定的难题，通过采用图像监控加工返液，实现了穿透后的自动换位加工。
2021 Vol. 64 (9): 22-29 [摘要] ( 190 ) HTMLNew PDF (7900 KB)  ( 119 )
       论坛
32 航空发动机整流器精密振动电解加工技术研究
黄明涛，傅军英，刘萌，程小元，张明岐，褚玉程，王系众
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.032
针对具有叶栅密集、流道空间狭窄、结构开敞性差特点的 GH4169 高温合金航空发动机整流器，开展了精密振动电解加工技术研究。通过高频脉冲与低频振动耦合、阴极型面数据批量优化处理、流场仿真物理模型建立与分析，获得了均匀、稳定的小间隙加工状态。利用 L9（34 ）正交试验，获得了优化的工艺参数组：加工电压 15V、振动频率 20Hz、开通角度 160°~190°、脉冲频率 3000Hz，加工出的叶型轮廓度为 – 0.023 ~ + 0.025mm，表面粗糙度值 Ra 为 0.55μm。经组织形貌观察，叶片表面无晶间腐蚀和点蚀，未发现选择性腐蚀现象。研制的 GH4169 高温合金整流器通过了高周疲劳性能考核，成功应用于航空发动机研制中，为航空发动机难加工材料复杂整体结构制造提供了有力的技术支撑。
2021 Vol. 64 (9): 32-38/59 [摘要] ( 139 ) HTMLNew PDF (6540 KB)  ( 428 )
39 管电极电解铣削微沟槽加工参数和槽宽的相关性研究
赵梓淇，曲宁松
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.039
微细管电极铣削微沟槽加工工艺受到多种加工参数的共同影响，通过科学的工具深入探究、量化和总结这些规律是后续理论研究的基础，对于实际工程问题的研究至关重要。微沟槽加工的定域性是衡量微细管电极电解铣工艺的重要评判标准，而加工参数的选取对微沟槽加工的定域性起到决定性作用。通过皮尔逊相关性分析法探究管电极电解铣削微沟槽工艺主要加工参数与槽宽的相关性，发现电流密度的影响力显著高于初始加工间隙和走刀速度，并制定出加工参数的调整策略，实现了高定域性微沟槽加工的参数快速优选。
2021 Vol. 64 (9): 39-44 [摘要] ( 136 ) HTMLNew PDF (13108 KB)  ( 66 )
45 基于 DOE 设计的叶片电解加工工艺优化
翟璐璐，刘海波，桓恒
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.045
高温合金复杂曲面叶片的电解加工需满足对进排气边尺寸和形状的高精度要求。而毛坯厚度、前后缘余量、电解液电导率和电压等工艺参数对叶片加工精度的影响较大。为了找出 4 种主要工艺参数对叶片前后缘加工精度和加工效率的影响规律，对某压气机静子叶片的加工型面和加工时间进行了研究。运用 DOE 试验设计优化叶片电解加工工艺，采用部分因子方法设计出 8 个样本，利用 Minitab 软件对所有样本的性能进行对比分析。结果表明，影响叶片前后缘加工精度的主要参数为毛坯厚度、前后缘余量和电导率；影响加工时间主要参数为毛坯厚度、电导率和电压。优化后的工艺参数指标为毛坯厚度 10mm、前后缘余量 0.99mm、电解液电导率 134.7mS/cm2 、电压 20V。在此参数下获得的前后缘精度稳定在 0.06mm，加工时间稳定在 20min。
2021 Vol. 64 (9): 45-52 [摘要] ( 105 ) HTMLNew PDF (6563 KB)  ( 216 )
53 方形切缝扭簧电解线切割加工试验研究
唐成，房晓龙，许崇长，曾永彬
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.053
方形切缝扭簧广泛用于各类战机、直升机配平舵机，其力学特性受制造精度影响显著。提出采用低速旋转 + 直线进给的组合运动方式进行方形扭簧电解线切割加工，分析其组合运动学特性，设计专用运动装置，建立了方形切缝扭簧电解线切割加工试验系统。首先开展穿丝孔管电极电解加工试验研究，探究进给速度和加工电压参数对穿丝孔孔径大小与孔型的影响，选择进给速度 0.6mm/min、加工电压 14V 的加工参数加工出孔径为 0.96mm 的阵列穿丝孔。其次采用涂覆绝缘涂层的工艺，避免了电解线切割过程中扭簧非加工表面腐蚀现象，同时试验探究了加工电压对其进给速度的影响。最后，采用优化后的工艺参数和改进的工艺流程，加工出平均缝宽为 1.006mm、尺寸偏差在 ±0.05mm 内、表面质量较好的方形切缝扭簧样件。
2021 Vol. 64 (9): 53-59 [摘要] ( 90 ) HTMLNew PDF (14067 KB)  ( 95 )
       走进科研
60 面向航空航天聚焦高性能加工 ——走进北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心
北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心（以下简称中心）于 2014 年获批，依托单位为北京航空航天大学，共建单位为北京机电院机床有限公司、北京星航机电装备有限公司。中心重点面向航空航天制造和高端数控装备产业技术，开展数控加工装备和制造过程中的高效化、绿色化、数字化、智能化等共性关键技术研究、工程化应用示范、技术支持服务和人才培养培训等工作，聚焦高性能加工，推进制造装备与工艺技术融合，带动制造企业高效绿色数控加工技术发展，为高端制造装备设计制造技术及工程化应用提供支撑。
2021 Vol. 64 (9): 60-61 [摘要] ( 110 ) HTMLNew PDF (1055 KB)  ( 163 )
       研究论文
62 CFRP 铣削加工三维形貌研究
范文涛，陈燕，陈逸佳，谢松峰，季珺杰，纪道航
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.062
碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon fiber reinforced polymer，CFRP）是一种典型的难加工材料，其铣削加工存在表面质量差、表面形貌难以充分表征等问题，为解决该问题，开展了不同进给速度下的槽铣试验，研究了CFRP 铣削表面形貌及其形成机理。结果表明，三维表面粗糙度较二维表面粗糙度能更加全面地反映 CFRP 铣削表面形貌，并选用了算术平均高度 Sa、均方根高度 Sq、偏斜度 Ssk 以及陡峭度 Sku 对 CFRP 表面形貌进行联合表征。随着进给速度的增大，三维表征参数中Sa、Sq逐渐增大，Ssk和Sku逐渐减小。为保证较好的加工表面质量，应选用顺铣的加工方式，且进给速度不大于 1200mm/min。
2021 Vol. 64 (9): 62-67 [摘要] ( 145 ) HTMLNew PDF (8341 KB)  ( 95 )
68 铝锂合金纳米析出相结构与性能综述
王硕，张弛，王俊升
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.068
纳米析出相种类、大小、形状、分布以及析出序列的调控是理解和设计第 3、4 代铝锂合金的基础。总结了铝锂合金中典型的 Cu、Mg、Ag、Si 合金元素作用下所产生的纳米析出相。重点介绍了 Al–Li–Cu 系中的 δ′（Al3Li）相以及 δ′（Al3Li）/Al3Sc 核壳结构非平衡成分的稳定性问题、θ′（Al2Cu）/α–Al 共格、半共格界面结构以及界面处的 Cu 元素偏析行为、δ′/θ′/δ′ 复合沉淀相中对立 δ′ 相的“同相”和“反相”的位相关系起因，以及 T1（Al2CuLi）的多种晶体结构模型；Al–Li–Cu–Mg 系中的 S（Al2CuMg）相与基体的界面结构、Ω（Al2Cu）相的抗粗化以及空位诱导的形核起源；Al–Li–Cu–Mg–Si 系中的 σ（Al5Cu6Mg2）–S′、σ–Ω 由 Si、Ag 原子造成的竞争关系以及 Q（Al3Cu2Mg9Si7）相中存在的本征点缺陷模型实现与 B′（Al3Mg9Si7）的相互转变。结合 X 射线衍射、高分辨透射电子显微镜像、高角环形暗场扫描透射电子显微镜像以及第一性原理理论计算方法，为理解纳米沉淀相的性能提供启发。
2021 Vol. 64 (9): 68-76 [摘要] ( 299 ) HTMLNew PDF (3430 KB)  ( 509 )
77 TB6 钛合金孔二次挤压残余应力及疲劳寿命仿真研究
姜廷宇，王洋，王鹏，万志城，张全利，苏宏华
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.077
二次挤压强化技术可以在保证底孔有足够的强化效果下，实现衬套与孔壁的紧密配合，从而有效提高连接件的疲劳寿命。采用仿真分析方法研究了二次挤压强化孔残余应力分布及疲劳寿命。首先，基于有限元软件 ABAQUS 建立了 TB6 钛合金构件二次挤压强化有限元模型，并分析了该仿真模型的准确性；其次，在有限元模拟结果的基础上利用疲劳分析软件 MSC.Fatigue 对二次挤压强化孔进行疲劳寿命分析；最后，分析了不同孔径偏差及挤压润滑情况对孔疲劳性能的影响。结果表明，二次挤压强化可以有效缓解孔壁应力集中现象，疲劳破坏位置由孔壁向远离孔壁位置转移；不同孔径最小截面方向存在一个应力不变点，相同挤压条件下，孔径偏差过大对孔的疲劳寿命有不利影响，孔壁润滑状况越好，强化后的孔疲劳性能越好。
2021 Vol. 64 (9): 77-84 [摘要] ( 137 ) HTMLNew PDF (9244 KB)  ( 269 )
85 自动铺丝加热均匀性及其对复合材料性能的影响
邓琳蔚，普远瞩，张少秋，杨恒，韩妙玲
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.085
自动铺丝技术是目前最先进的高性能航空航天复合材料构件成型工艺之一，为了进一步研究复合材料自动铺丝工艺中加热温度对复合材料性能的影响规律，建立了自动铺丝过程中的红外加热系统传热模型，基于该模型对自动铺丝工艺温度控制方法和铺层中温度分布均匀性进行了分析，并通过试验研究了加热温度对复合材料性能的影响。研究结果表明铺层加热温度是影响复合材料性能的关键工艺参数，当设定加热温度为 35℃时，论文中所制作的复合材料试件的拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度分别提高了 20.9%、12.4% 和 4.9%。由于加热不均匀导致的铺层局部温度过高而产生的预浸丝束预固化和在局部压力温度共同作用下部分树脂流动导致的贫树脂区域的出现很可能是影响复合材料性能的原因之一。
2021 Vol. 64 (9): 85-92 [摘要] ( 162 ) HTMLNew PDF (13793 KB)  ( 345 )
93 第二相粒子对铝合金再结晶的影响研究
李志强，王俊升
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2021.09.093
对第二相粒子作用下铝合金再结晶过程进行了调研。铝合金显微组织中存在大量的第二相粒子，这些第二相粒子可能来源于凝固过程或者固态相变过程。这些第二相粒子对铝合金的再结晶过程有着巨大的影响。首先，在形核过程中，细小的第二相粒子会阻碍位错的运动，从而使再结晶形核过程减缓；然而，当第二相粒子尺寸较大时，位错会在第二相粒子周围高密度的集中，这会导致再结晶晶核在第二相粒子附近形成。其次，在再结晶晶粒长大过程中，第二相粒子会钉扎晶界的运动，从而减慢再结晶过程。第二相粒子的尺寸、分布对铝合金再结晶形核和长大过程影响的分析是铝合金成分及工艺设计的重要依据。一些先进的加工工艺，比如等径角挤压技术会对第二相粒子的形貌、分布及其与位错和晶界之间的相互作用造成一些特殊的影响。铝合金中第二相粒子对再结晶过程影响因素的分析主要集中在第二相粒子尺寸、分布的分析。第二相粒子形貌及其与基体的界面能对再结晶形核和长大过程也具有重要的影响。
2021 Vol. 64 (9): 93-101 [摘要] ( 112 ) HTMLNew PDF (2293 KB)  ( 353 )
  编辑部公告
22 《航空制造技术》被EI数据库收录★
22 《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
22 《航空制造技术》入选中国科技核心期刊
22 《航空制造技术》入选WJCI科技期刊世界影响力指数报告（2024）来源期刊
22 《航空制造技术》入选中国科技期刊卓越行动计划二期（2024—2028年）
22 《航空制造技术》位居航空航天学科科技核心期刊第3名
22 《航空制造技术》入编中国科协《航空航天领域高质量科技期刊分级目录（2023版）》
22 《航空制造技术》入编《中文核心期刊要目总览》2023版
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  版权信息  
主管：中国航空工业集团有限公司
主办：中国航空制造技术研究院
地址：北京市朝阳区朝阳路一号院
邮编：100024
电话：010-85700465
在线投稿:http://www.amte.net.cn
国际标准刊号：ISSN1671-833X
国内统一刊号：CN11-4387/V
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