淺論電加工技術在航空發動機制造中的應用

趙忠陽

摘 要：電加工技術從其技術價值上講其實是覆蓋了一些技術的短板，屬于技術升級形態。其可通過利用電能對構件或過程進行控制和加工，極大程度的減少了切割應力的誤差因素，能有效保證微小零件的尺寸精確需求。從理論上講電加工技術的受用面和效果都較為樂觀，但在實際應用過程中仍然存在一些亟待開發的技術性問題。故筆者以其應用為題，細化分析了電加工技術的內容和改進措施，望能為相關制造行業人員提供些許幫助。

關鍵詞：電加工技術；航天發動機；電機工技術

引言：

就目前來講，電加工技術的應用范圍已經觸及到了多個領域，尤其在航天制造行業中也有著極為優秀的應用記錄，例如蜂窩密封環件電火花磨削加工等。而電加工技術的工藝種類較多，不同的類別在使用條件上也有一定的差異性。因此工作人員要以實際加工工藝需求為主擇優選取。同時航空發動機因其施用范圍的特殊性，其發動機工藝成型質量要求也極為嚴格，基本上要綜合多種工藝內容進行，深入了解合金材料的物質特性，如此才能提升電加工的質量。因此分析其應用內容具備實際價值。

一、電加工技術在航天發動機制造中的應用

1、復雜零件空間角度小孔、異形孔加工

航空發動機的渦輪葉片、火焰筒等零件中有大量的冷卻氣膜孔，這些小孔數量多，空間位置復雜，精度和質量要求高，傳統的機械鉆削根本無法加工，采用多軸數控電火花高速打孔可以實現高效加工。電火花高速打孔的孔徑范圍為φ0.3～φ3mm，孔徑精度可達±0.05mm，表面粗糙度值Ra=6.3μm，孔內表面重熔層厚度一般為0.03mm左右，重熔層厚度與加工中的工藝參數有關，單個脈沖能量的大小對重熔層影響很大，因此打孔時要控制單個脈沖能量，獲得小的重熔層。

2、蜂窩密封環件電火花磨削加工

發動機上的蜂窩密封環是由0.05mm厚的高溫合金薄片制成，用機械加工方法很難加工，采用電火花磨削加工可以解決這類零件加工的難題。電火花磨削加工精度可達到0.1mm，表面粗糙度值Ra=6.3μm，加工效率較低，一般只有100～200mm3/min。

3、高效放電銑削加工

高效放電銑削加工是我國開發的具有自主知識產權的技術，它采用簡單的空心銅管作電極，對航空難加工材料可實現高效加工，效率高達2000mm3/min以上，在整體葉盤開槽和機匣型面加工上得到應用，實現了難加工材料高效低成本加工，該方法適合用于去除大余量的粗加工。

4、帶冠整體葉盤電火花加工技術

帶冠整體葉盤是航天發動機制造中的難點，車工工業的刀具在實際的切割過程中，會與整體葉盤造成干擾，帶冠整體葉盤零部件的空隙較小，不利于工具進行切割，另外零部件的合金金屬特性，致使切割工藝要求較高，長時間的精車工和工作難度影響了工作進度。多軸數控電火花成形加工采用五軸數控電火花加工帶冠整體葉盤，經電火花加工其尺寸、形位精度均達到了設計圖樣要求。國內研制的五軸數控電火花成形機床的性能達到了國際水平，經實踐該軟件功能強大，具有電極設計、加工程序自動生成等功能，是實用的軟件工具。

5、整體葉盤電解加工技術

電解加工是整體葉盤諸多制造方法中優選方法之一。電解加工整體葉盤與數控銑削方法相比有著效率高、成本低等優點，在批量生產中電解加工是實現整體葉盤優質、高效、低成本的制造方法。隨著對電解加工的深入研究及計算機數控技術的發展，整體葉盤電解加工技術的研究有了很大進展，南航采用電解加工透平機上的整體葉盤，625所用電解套料加工了鈦合金的整體葉盤的流道，在電解加工整體葉盤上取得了可喜的成果。

6、葉片型面電解加工

葉片型面電解加工在國內應用較早，在20世紀60年代就已成功地應用于發動機葉片的生產，電解加工葉片型面加工效率高，尤其適合弱剛性薄葉片的加工，受到電解設備精度影響，國內葉片電解加工精度較低，電解加工后還需要進行機械精加工。國外已經開發了精密微細窄脈沖電解加工技術，實現了葉片無余量精密電解加工。

二、提高航天飛機中，電機工技術的具體措施

1、加強專業人才的建設

航空專業不同領域的技術研究方向和內容也極為不同，因此航空制造相關公司要明確不同技術方向的人才需求，建立專項且具有針對性的人才招攬和培訓制度，培訓內容要以方向為準，以全方位素質建設為輔，保證專業人才在透徹本專業技術內容和掌握拓展能力的同時，也能明確其他方向的常識性技術內容。同時相關加工體系也要盡早完善，爭取在保證人才資源的條件下提升企業技術革新。

2、加強電加工技術革新

科技創新是航空類技術性企業保證行業地位，提升自身技術價值的重要渠道。尤其在航空領域的企業更要加緊技術的革新，要在堅固自身基礎技能知識的基礎上拓寬眼界渠道，明確航空專業的階段性發展趨勢。同時也要堅固人才隊伍，不間斷開展對外學習活動，針對電加工細節和總體等各個方面的技術改造并持續驗證，直至形成具有企業特征的技術品牌，進而在維護企業競爭地位的同時帶動國內航空事業的高效發展。

3、注重相關技術設備的創新和研究的持久性

在技術的革新中，沒有任何的科技成果能通過幾次的研討就能成功的，相關技術團隊要不斷的從失敗中總結教訓，引進先進的技術理念和工藝設備，對實踐經驗進行科學的總結與吸收，創新電加工技術的研究道路，并對相關工藝設備進行技術革新，滿足研發的技術要求，進行持久性的研究，為航天事業的發展不斷開辟道路。

4、積極開發國內的現有技術

電加工技術的應用，能夠更加準確的實現機械構件的進度，避免了切割應力對于機械構建的形變，但是具體的電加工工藝需要進一步的完善。通過調研，我國各高校和研究機構對于航天事業電加工技術的研究工作，得到了較多的進展，我國技術人員在借鑒外國技術經驗的同時，也要注重國內現有技術的開發，如電液束加工技術，精密電解加工技術，高效放電銑削加工技術，這些工藝技術都具有較高的應用前景，急需專業的人員進行科研探究。

三、結束語

電加工技術是較為新穎，技術內容十分可靠的新型技術，能有效改善其他技術的加工誤差、效率等落后問題。尤其針對一些對切割、構建結構精準度要求較高的零件，電加工能最大限度的完成其技術需求，因此就目前國內航空方向可選技術而言，電加工明顯具有極高的發展趨勢。

參考文獻：

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