刘维伟, 吕谦, 雷力明, 侯彦昊, 石磊

(1.西北工业大学 机电学院, 陕西 西安 710072; 2.中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司, 上海 200241)

预旋喷嘴是航空发动机预旋系统的核心部件，也是预旋系统内产生温降的唯一部件,可使到达涡轮盘冷却空气的相对总温降低70～100 K，在接近材料耐温极限时，涡轮叶片工作温度每降低15 K，涡轮叶片的使用寿命可以提高一倍[1-2]。

预旋喷嘴为整体结构，具有薄壁、内流道、变截面、小叶片等特征，内部空间狭小、加工可达性差，传统工艺下制造难度较大。增材制造技术采用粉末逐层堆叠成型，成型过程不受零件复杂程度影响[3]，是新型预旋喷嘴成型的重点发展方向。但粘粉、球化、阶梯效应的存在导致成型件表面质量较差，降低航空发动机安全系数。因此增材制造成型件须进行光整处理方可投入使用[4]。

磨粒流抛光中磨料可随形流动，在压力作用下反复通过待加工表面，实现表面的微切削，完成光整。国内尚未建立完整的抛光技术体系，使得磨粒流对航空航天领域的增材制造复杂构件的光整处于应用的初级阶段[5]。

因此，本文主要开展增材制造预旋喷嘴高质量表面光整技术研究，对推动增材制造预旋喷嘴在航空发动机上的工程化应用具有重要意义。

1 预旋喷嘴磨粒流加工数值仿真分析

1.1 压力场分析

计算流体动力学(CFD)是利用数值计算来分析流体力学问题的一种工具，其核心求解器是fluent软件，fluent是目前国内使用最多的商业软件之一，用户群广泛。……