論航空發(fā)動機典型零部件數(shù)控加工技術(shù)

鄭天勝，李 澄，龔天才，孫升志

（沈陽精合數(shù)控科技開發(fā)有限公司，遼寧 沈陽 110034）

國內(nèi)外航空航天制造業(yè)一直都是對數(shù)控技術(shù)應用的最大用戶，經(jīng)調(diào)查，我國航天航空制造業(yè)的發(fā)展中，對數(shù)控機床制造企業(yè)的應用比例高達百分之八十以上。針對這種情況，本文就將對航空發(fā)動機典型零部件數(shù)控加工技術(shù)進行詳細研究。

1 零件加工特性

（1）部件結(jié)構(gòu)比較復雜，需要采用大量輕量化材料進行飛機壁結(jié)構(gòu)的組成[1]。

（2）飛機零部件加工材料難度較大。由于受到使用條件或是環(huán)境的影響，航空發(fā)動機使用材料中最關(guān)鍵的就是要保證質(zhì)量輕、強度大，要具備顯著耐高溫性和腐蝕性。在多年的實踐和探索過程中，金屬復合材料和陶瓷基復合材料等先進的技術(shù)材料在航空領(lǐng)域中的應用也有了進一步增加[2]。

（3）毛坯材料切除率較大。整體毛坯零件和薄壁整體框架結(jié)構(gòu)都需要用在毛坯整體鍛造上，比如機匣、整體葉盤等零件中。由于零件外輪廓相對比較復雜，所以當前我國所掌握的鍛造技術(shù)并不能有效實現(xiàn)小余量精化料要求，并且由于鍛造余量較大，存在明顯分布不均的情況，因此材料切除率更是超過百分之六十。

2 典型零件加工

2.1 葉片加工

航空發(fā)動機的葉片主要采用的是鈦合金和高溫合金等材料，材料切削性能不佳，不僅對零件的尺寸有著嚴格要求，同時對于表面質(zhì)量要求也很高。葉片加工的復雜性主要是因為葉身多為復雜曲面組成，而曲面在原理上也被分為不同類型，比如直紋面和非直紋面等。在對直紋面進行加工的環(huán)節(jié)中，通常會采用常規(guī)數(shù)控機床進行加工，而對于自由曲面，則需要采用多軸數(shù)控機床[3]。

對葉片機械進行加工主要將磨削作為主要方式，并在專業(yè)葉片加工過程中通過計算機輔助作用的發(fā)揮，實現(xiàn)對葉片加工工作的有效開展。由于葉片在對表面進行加工的環(huán)節(jié)中通常需要借助大余量進行鍛造，所以在數(shù)控技術(shù)的作用下也要進行拋光處理。

2.2 整體葉輪加工

整體葉輪通常分為粗、半精細、全精細加工三個不同階段。所謂粗加工就是在實際工作中通過對平底立銑刀或是圓角銑刀的也應用，對多余部分進行消除，對材料的切除效率相對較高[4]。

精細加工就是借助球頭銑刀進行加工。對開式整體葉輪數(shù)控加工的環(huán)節(jié)中，首先要保證在毛坯環(huán)節(jié)中給車削加工回轉(zhuǎn)的基本裝藥，確保對外形進行有效粗加工，之后再進行對葉片的細致加工。

在對葉片進行加工的環(huán)節(jié)中，工作人員需要對數(shù)控編程問題進行有效關(guān)注，只有保證刀路工作軌跡不受到任何因素的影響，才能對切削軌跡進行有效完善，進一步實現(xiàn)獨一工作效率的穩(wěn)定提升。

3 制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

（1）新材料和新工藝。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當前我國制造技術(shù)和材料行業(yè)的發(fā)展為航空發(fā)動機性能提升提供了極大的幫助作用，尤其是在發(fā)動機減重過程中的貢獻更是十分突出，這也說明先進的材料和工藝手段對于發(fā)動機效率提升有著極大幫助，工作人員更需要在今后工作中加強對材料和工藝手段的研究。

（2）高速切削技術(shù)和數(shù)控技術(shù)。高速切削是目前航空技術(shù)中構(gòu)件進行機械加工的重要方式[5]。

（3）航空發(fā)動機是一種高度復雜和精密的熱力機械，為航空器提供飛行所需動力的發(fā)動機。作為飛機的最重要的組成零件，其不僅對飛機的性能、可靠性及經(jīng)濟性問題有著顯著影響，同時更是一個國家科技、工業(yè)和國防實力的重要體現(xiàn)。目前，世界上能夠獨立研制高性能航空發(fā)動機的國家只有美國、俄羅斯、英國、法國等少數(shù)幾個國家，技術(shù)門檻很高，因此我國要想追趕發(fā)達國家的技術(shù)水平，就需要不斷創(chuàng)新和探索，在技術(shù)水平的同時，實現(xiàn)對航空事業(yè)經(jīng)濟性的全面提升。

（4）網(wǎng)絡加工技術(shù)。網(wǎng)絡加工技術(shù)主要就是對各環(huán)節(jié)加工設備中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行收集和計算，從而實現(xiàn)對切削數(shù)據(jù)庫的建立，并在資源共享的過程中，為后續(xù)管理者工作的開展提供更準確的工作和數(shù)據(jù)依據(jù)。

（5）數(shù)字管理。在航空發(fā)動機的制造過程中，數(shù)字化管理主要包含了數(shù)字化樣機、設計、加工等管理工作，所以只有不斷提升數(shù)字化管理水平，才能確保產(chǎn)品在不同階段實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)共享。

4 結(jié)語

綜上所述，在目前我國航空發(fā)動機制不斷提升的全新社會背景下，怎樣才能確保航空發(fā)動機材料加工難度的控制，提升加工效率也成為了當前最重要的問題。我國機床制造企業(yè)通過和航空企業(yè)的有效合作，不僅在近年來提升了自身經(jīng)濟發(fā)展水平，同時對于工藝技術(shù)的發(fā)展也有了極大的積極影響。所以希望通過本文的研究，廣大工作人員也能對這一問題引起關(guān)注，不斷創(chuàng)新和探索有效的數(shù)控技術(shù)，為今后我國航空發(fā)動機零件制造水平提升奠定良好基礎，實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的全面發(fā)展。