航空發動機整體葉盤加工工藝分析

田喜明

（海軍裝備部，陜西西安 710021）

0.引言

整體葉盤對航空發動機有重要的意義，其應用于航空發動機中，可以提高飛機整機的性能和穩定性，但同時也是航空發動機加工中的一個難點和重點。本文分析了影響整機質量的因素，指出傳統的分體設計方法對整體葉盤質量的影響較大。因此，我們必須積極開展關于航空動力葉片加工技術的研究和應用，只有這樣才可以進一步提高機械質量和航空發動機的整體效率。

1.航空發動機整體葉盤在結構與加工方面的特點

采用焊接方法，具體的焊接方法是采用電子束焊接，具體工藝在于葉片上的板焊接采用摩擦或焊縫真空成形，葉片焊接質量高；氣囊的處理主要依靠機械通道，通道與整個航空發動機葉片的機械效率密切相關，為了有效地提高機械效率，縮短機械循環，有必要對航空發動機剛性通道進行研究和應用[1]。

2.發動機整體葉盤通道加工的介紹

航空發動機外形的工程設計方法多種多樣，每種處理方法都有其自身的特點和不足，以飛機發動機整體葉盤通道的工藝和方法工程進行如下介紹：

2.1 機械銑削加工

機械磨削是航空發動機最常用和最重要的工作技術，可分為磨削、精加工和直線磨削。隨著磨削深度的增加，徑向力增大。但越來越多地用于處理大型、異構和復雜的結構。

鑲塊銑削是Z軸銑削法的又一種。當銑削彈簧適用于航空發動機通道的不均勻加工時，銑削彈簧可采用插入銑削法，Z軸采用銑床的原始零件，磨床的下邊緣采用面銑。彈簧銑削用于氣動馬達運動的不均勻加工時，旋轉面主要用來逼近面，使磨床具有相對穩定的切削力和較小的切削變形，能保持相對穩定的切削。

無論是用小幅進給還是增高側向步距，都能保持切口相對穩定。金屬工件和其他超合金材料的銑削效果好，切削效率高，擺線銑削是指沿圓弧和直線進行切削時的銑削，為了減小銑床與工件的接觸角，發動機進氣道的加工采用直線磨削，進一步提高了切削效率，大大縮短了刀具的長度[2]。

2.2 電火花加工

電火花加工可以實現更復雜的表面處理，但在磨削的情況下，其效果很低，特別是在加工過程中。因為在加工過程中，電沉積降低了電火花加工的精度。在整個退刀過程中，需要頻繁更換機電極，這進一步增加了加工成本[3]。

2.3 電化學加工

電解處理主要以金屬電解陽極溶液的形式進行，產品不受剪切和熱影響，因此電化學加工是航空發動機電路加工電機的一種優良方法。電化學和電化學加工電子加工技術，在一定程度上也涵蓋了數控機床以及電化學機床的工作特點。通過數控技術，我們經過對比發現，電化學應用的最大缺陷在于加工精度低，因為航空業發展需要較高的精度，它的缺點也限制了在航空發動機進氣道加工中的應用[4]。

3.各種銑削方式在葉盤加工中的分析

與側銑相比，插銑加工在加工精度上有很大的優勢，銑床進氣廣泛應用于航空發動機葉片的一般型面加工，整個葉片的自由面近似為線性包絡線，采用內插銑削技術對航空發動機葉片進行了粗加工。采用插銑技術，刀具上的徑向力更加均勻，有效避免了徑向切削力引起的顫振，加工效率可提高100%左右，特別是長銑刀插銑零件，插銑的優點比側銑更明顯。由于擺線銑削具有不同的進給特性，其刀具的進給速度和瞬時切削功率與其他方法相比較低。由于采用圓周運動，徑向切削力小于側銑和內銑，沖擊小，能高質量地加工航空發動機的整個輪廓流動面[5]。

4.整體葉片的加工關鍵工藝技術

在葉片整體加工中，葉片修整過程不可或缺，其主要采用兩種加工工藝：磨削加工和全修整工藝。這兩種工藝的加工質量，在很多因素的影響下，可以直接影響葉片的修型質量和葉片的最終加工質量的穩定性[6]。

冷裝技術作為葉片加工技術的核心部分，其重要意義在于葉片冷封的基礎是工藝突起，在磨削過程中，葉片通過兩個錐形孔進行測量，主要在軋制前，在軋制過程中，在這方面，對試軋過程中的工藝數據進行了詳細的研究，包括布盧米特粗加工和精加工。通過我們內部各種數據對比，我們才確定了在葉片型線加工方面的技術要求。在葉片軋制過程中，具有能量較低的缺陷，如果想有效消除軋制后的工藝應力，那么就必須進行熱退火。因為刀片結構復雜，并且刀片的硬度高，在加工過程中會經常產生磨粒損傷。這就是在葉片軋制過程中，每一個軋制過程結束后，需要進一步預熱退火工藝的原因，其主要目的就在于確保后續加工的質量。

在葉片加工過程中，整個切削過程主要是通過一些相應的、已有的模型器具進行單邊切削。整個葉片切削過程可以縮短整個切削時間，在加工過程中，它是對砂輪進行切削的過程，從而有效地提高葉片的加工效率，使針孔的特性滿足所有要求，從而，為了盡量減少沖擊器與葉片的接觸頻率，有效避免整個切削過程中的加工質量問題，經過磨削和全切后，葉片主要由滿足加工要求的兩部分組成。如果想要保證葉片的加工精度，我們還需要進行不同程度的后續拋光。在各個拋光的過程中，葉片一般都采用柔性拋光和砂帶磨削，這兩種拋光方法不僅提高了葉片加工的自動化程度，而且在一定程度上提高了其加工效率，還有效地保證了葉片的加工尺寸和精度，減少尺寸超差的情況出現的次數，同時避免了葉片加工中因尺寸引起的波紋問題，目前葉片拋光是通過數字編程實現的。我們只需要輸入各種簡單的編程數據，并且設置拋光路徑的數據。自動葉片拋光的提供有效的提高了葉片拋光技術的發展，滿足了要求的加工精度。

5.結論

為了提高航空發動機在工作過程中的燃油效率，加工技術顯得尤為重要，特別是航空發動機需求日益增長的大環境里，工業方面要求航空發動機全葉片加工技術的研究和應用，永遠是一個復雜而困難的問題。以上在分析航空發動機葉片加工特點的基礎上，還對常用的航空發動機葉片加工方法，進行了比較系統的、科學地分析。