整體葉盤

整體葉盤是為了滿足高性能航空發動機而設計的新型結構件，結構模型如圖1所示，其將發動機轉子葉片和輪盤形成一體，省去了傳統連接中的榫頭、榫槽及鎖緊裝置等，減少結構重量及零件數量，避免榫頭氣流損失，提高氣動效率，使發動機結構大為簡化，現已在各國軍用和民用航空發動機上得到廣泛應用，如EJ200、F119、F414 等軍用發動機，法國SNECMA 公司生產的P.A.T 驗證核心機以及美國P&W 公司生產的基準發動機等民用大流量比發動機 ^[1]  。

（1）輪盤的輪緣處不需加工出安裝葉片的榫槽，因而輪緣的徑向尺寸可以大大減少，從而使轉子質量減輕，可以顯著提高發動機的推重比。

（2）整體葉盤結構取消了葉片的鎖緊裝置結構，使得發動機零件數目大量減少，不僅使成本降低，而且有利於裝配和平衡，提高了發動機的可靠性，延長了轉子的壽命。

（3）採用整體葉盤後氣流流道變得圓滑，消除了盤片分離結構中氣流在榫根與榫槽間隙中泄漏所造成的損失，提高了氣動性能和工作效率，同時可以避免由於裝配不當或榫頭的磨蝕，特別是微動磨損、裂紋和鎖片損壞帶來的故障，從而減少維修次數和成本。

（4）隨着航空發動機涵道比、推重比及服役壽命要求的不斷提高，整體葉盤在氣動佈局上採用了新的寬弦、彎掠葉片和窄流道等新技術，從而進一步提高了氣動效率 ^[1]  。

（1）整體葉盤加工困難。因此只有製造技術發展到一定水平後, 整體葉盤的應用才成為可能。

（2）發動機在使用過程中, 轉子葉片常遇到外物打傷或因振動葉片出現裂紋。

（3）為避免整體葉盤損壞後 , 使整個轉子拆換, 因此將整體葉盤與其他級用螺栓相連, 形成可分解的連接結構。

（4）由於高壓壓氣機葉片短而薄, 葉片離心力較小, 輪緣徑向厚度小, 採用整體葉盤結構, 重量減小不顯著。

（5）由於整體葉盤的葉型複雜, 精度要求高, 葉型薄, 受力後變形大, 所以加工量非常大 ^[2]  。

國外整體葉盤製造技術主要有：焊接工藝技術、銑削加工技術、精鍛製造技術、電解加工技術等。採用的工藝流程為：精密鍛造+ 數控加工；精密焊接+ 數控加工；高温合金精鑄毛坯+ 熱等靜壓處理。美、英、俄等發達國家在整體葉盤製造領域處於領先地位，且其具有先進的銑削裝備、焊接工藝裝備等。

國內對航空發動機整體葉盤製造技術的研究達到一定高度，已實現整體葉盤的完整製造，通過對整體葉盤結構及製造工藝需求分析，國內採用複合製造工藝，主要劃分為：近成形毛坯製造、精確成形加工、表面拋光、表面處理等過程，每個工藝階段又劃出多種工藝技術，諸多工藝技術經過複合形成各種不同的整體葉盤製造工藝流程，同時，其中一些技術國內尚處於研究發展階段 ^[3]  。