特種加工技術(shù)在航空產(chǎn)品中的應(yīng)用

貴州航天烏江機(jī)電設(shè)備有限責(zé)任公司經(jīng)營(yíng)部副部長(zhǎng)、高級(jí)工程師 張玉峰

在現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，為滿足高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，必須大量采用新材料、新結(jié)構(gòu)，于是產(chǎn)品的可制造性就對(duì)制造技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，如難加工材料、復(fù)雜型面、精密表面的加工及特殊要求的零件加工等問題。特種加工技術(shù)的采用，可使航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件數(shù)量減少，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，從而在性能、適用性、可靠性、維修性等方面均得到提高。

1.案例分析

圖1為大運(yùn)項(xiàng)目中發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)軌梁三維圖，該零件主要為ZL104A材料，該零件外形尺寸為：1365mm×585mm×418mm，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于該產(chǎn)品正處于預(yù)研階段，設(shè)計(jì)更改頻率較高，因此給毛坯的鑄造、加工都帶來很高的難度。

圖1 三維視圖

在該產(chǎn)品加工、制造過程中主要有以下幾方面的難點(diǎn)：

（1）毛坯鑄造，該毛坯形狀復(fù)雜，同時(shí)由于該產(chǎn)品為預(yù)研階段的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)容易更改，如果更改，則模具就會(huì)報(bào)廢。

（2）針對(duì)該零件，導(dǎo)軌槽部份加工難度大，采用常用加工方法時(shí)，對(duì)刀具要求較高，同時(shí)在現(xiàn)有的刀具中沒有該種刀具，需訂制專用刀具，如果采用專用刀具則剛度很難滿足要求。具體如圖2、圖3所示。

圖2 7字槽示意圖

圖3 孔加工示意圖

針對(duì)該產(chǎn)品的要求，同時(shí)為了滿足型號(hào)產(chǎn)品的研制要求，主要通過以下技術(shù)解決該難題。

（1）毛坯鑄造 由于該產(chǎn)品正處于預(yù)研階段，如果該毛坯的鑄造，采用傳統(tǒng)的制造方法砂型鑄造時(shí)，該毛坯由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多數(shù)地方無(wú)法采用機(jī)械加工滿足設(shè)計(jì)要求，由于航空產(chǎn)品對(duì)重量的要求很嚴(yán)，產(chǎn)品的質(zhì)量很難達(dá)到使用要求。若采用金屬鑄造，該方法能滿足設(shè)計(jì)要求，但由于產(chǎn)品處于預(yù)研階段，設(shè)計(jì)更改幾率較高，如果設(shè)計(jì)一旦更改，金屬模就要進(jìn)行修改或報(bào)廢重作。基于以上種種因素，該產(chǎn)品的鑄造采用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)——3D打印。3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

（2）7字槽加工 對(duì)于該7字槽的加工，在《金屬加工（冷加工）》2013第4期雜志上筆者還進(jìn)行了刀具的設(shè)想，其實(shí)對(duì)于該零件的加工，既然設(shè)計(jì)提出了該結(jié)構(gòu)形式，作為工藝只能想辦法滿足要求，加工時(shí)采用圖4中的刀具在數(shù)控銑床上進(jìn)行拉削加工，在拉削時(shí)機(jī)床主軸必須將定向功能打開，吃刀量為0.03mm，機(jī)床的進(jìn)給量可以相對(duì)給高一些，該參數(shù)需根據(jù)機(jī)床本身的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。

采用該方法加工后，效率比常用加工方法要低，但是能滿足設(shè)計(jì)要求，完成了二套預(yù)研的生產(chǎn)任務(wù)。

圖4 7字拉刀示意圖

（3）孔的加工 圖3中的孔的加工，由于該處結(jié)構(gòu)孔的位置受限制，無(wú)法采用機(jī)械加工，在加工時(shí)只能采用電火花加工，同時(shí)該處位置度和相關(guān)聯(lián)的尺寸如何保證，成了該零件的主要問題，由于該零件外形尺寸過大，現(xiàn)有電火花設(shè)備無(wú)法進(jìn)行加工，針對(duì)該零件只有想辦法加大電火花油箱的容器，通過制定工裝來滿足加工要求。

2.結(jié)語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)有航空產(chǎn)品，并不是所有的產(chǎn)品都需要用到特種加工，在某些或個(gè)別航空產(chǎn)品中，個(gè)別工序要用到特種加工，同時(shí)由于航空產(chǎn)品的特殊性，零件的復(fù)雜程度及精度要求比同類產(chǎn)品要求高，因此航空領(lǐng)域的加工過程中，其特種加工的可能性更大一點(diǎn)，該文涉及到觀點(diǎn)，只是個(gè)人觀點(diǎn)，不對(duì)之處敬請(qǐng)?zhí)岢觯云诠餐M(jìn)步。