航空發動機典型零件加工技術及裝備探討

潘磊++翟瑩瑩

摘 要：在航空發動機典型零件加工中，技術人員應該積極應用先進工藝，更新產品加工與誤差控制的理念，顯著提升發動機零件加工的品質。航空發動機與一些普通機械設備相比有較為明顯的區別，航空發動機精密程度較高，零件形狀結構較為復雜，零件的切除率大，對于生產工藝提出了較高要求。從技術實現角度出發，對航空發動機典型零件進行加工，技術人員應該堅持嚴謹的工作態度，使用配套的裝備解決材料難加工的問題。

關鍵詞：航空領域；發動機；典型零件；加工技術

中圖分類號：V263 文獻標識碼：A

一、航空發動機典型零件加工的技術難度適應性分析

發動機典型零件加工是一項技術難度較大的工業生產活動，技術人員既要選擇合適的沖擊工具和切削刀具等裝備，還要選擇合適的材料，才能夠制作出規格和質量達標的零部件。在航空發動機典型零件加工技術應用中，技術人員應該堅持嚴謹的工作態度，積極應用先進裝備對發動機典型零部件進行切割鉆削加工，提升發動機的使用性能。在航空發動機典型零件加工活動中，技術人員應該根據零件加工的要求，選擇合適的加工工藝。在技術實現角度，技術人員應該對零件加工工藝內容進行分析，選擇并且確定合理的加工方案。在機床零件處理中，技術人員應該根據零件的特點選擇和設計刀具，根據夾具與量具的特點確定切削用量，并且要編制和校驗完善的加工程序。認真處理首件試加工現場中出現的各種問題，進行航空發動機復合加工工藝的定型與歸檔處理。航空發動機零件的精密程度比較高，零件的切削面積和角度比較大，選擇精密性車型腔體對零部件進行切削處理。

二、航空發動機典型零件加工技術及裝備探討

（一）發動機零件材料控制和CAD模型加工方案分析

在航空發動機典型零件加工活動中，技術人員可以使用金屬制作成復合材料的零件。在零件的切削加工中應該加入性能獨特的原材料，添加鎢和鉬能夠降低零件切削加工處理的難度。在發動機零件的切削加工中添加鎢能夠提高材料的高溫強度和常溫強度，添加鉬能夠顯著提升材料的強度和韌性，提升發動機零件的使用效果。但是，在發動機典型零件加工中添加合金元素時，技術人員應該重視材料導熱系數明顯下降的問題。在制定零件加工方案的過程中，技術人員應該認真分析零件的抗拉強度和沖擊韌度問題，選擇合適的材料進行加工處理。發動機曲軸一般使用QT700材料及虛擬性加工，缸蓋選用ZL101（ZALSI7Mg）材料進行加工。在零件處理過程中，可以采用零件圖形的數字處理方法，在三維立體模式中對零件加工的細節進行優化。根據加工設計的標準確定零件處理的工步和進給路線，選擇合適的機床類型開始對零件進行加工。使用CAD模型處理方法，對發動機零件設計和加工方案進行數字化處理。建立單個典型精密零件的CAD模型特征信息表，包括制造資源庫的容量信息、該典型零件加工的工藝技術規范和工藝特征，針對零件的幾何特征信息進行加工特征的讀取，從而確定合適的切削參數。

（二）核心零部件建工與刀具裝備的選擇分析

發動機缸蓋的主要加工內容為進氣門座圈/導管切削和上平面螺紋攻絲加工，技術人員應該選擇合適的刀具材料裝備。在加工技術應用中，技術人員應該合理控制每齒進給量和每轉進給量，根據切削零件的進給量選擇合適的切削速度。在主軸轉速控制中，技術人員還應該考慮到加工余量和耐用度的問題，提升典型零件的抗彎強度和斷裂韌度。航空發動機的凸輪軸是一種重要零件，它一般使用HT250型號的材料進行加工，其抗拉強度為250MIN/MPa，它的硬度和抗拉強度承受力都比較低，在高溫和高壓的狀態下很容易發生變形，其硬度為170～241HBS之間，航空發動機凸輪軸的材料力學性能有嚴格標準，其伸長率不能小于0.5%，沖擊韌度不小于10～110kJ/㎡，導熱系數不小于0.580W/cm-k。除了發動機的凸輪軸之外，航空發動機的典型零件還有曲軸、缸體、缸蓋和連桿等零件。典型零件加工的技術重點是要選擇合適的刀具材料裝備，適合加工曲軸的刀具材料為PCD/CBN等，而適合加工缸體和缸蓋的裝備材料為高速鋼等。

（三）零件涂裝技術控制與質量檢查細節介紹

根據零件的尺寸選擇合適的精銑端面槽，使用精密鏜床加工出鏜精密孔，并且對發動機典型零件的孔徑進行檢查。技術人員可以采用三坐標測量機等精密儀器，對零件的尺寸加工進行檢查。使用在線測量的方式，及時地發現零件加工中存在的問題，將加工半成品的零件運送到車銑復合加工中心進行處理。半成品的航空發動機零件通常需要加裝土層，根據不同零件的應用特點，選擇不同的涂層進行加工。TiN類的發動機零件為金黃色，它的硬度最低，為1800～2300HV之間，此種典型零件符合低速下的通用涂裝的技術要求，此類零件加裝涂層一般為CVD/PVD類的涂層。TiN類的發動機零件為紫黑色，它的硬度比較高，為2300～3500HV之間，此種典型零件符合高速下的通用涂裝的技術要求，此種材料可以用來加工制作難加工的航空零件。此類零件加裝涂層一般為CVD類的涂層。

結語

在發動機典型零件加工活動中，技術人員應該設計科學合理的加工方案，積極應用先進裝備對發動機典型零部件進行切割鉆削加工，提升發動機典型零件的加工質量。技術人員應該根據典型零件設計模型和裝備的性能建立材料典型特征庫，在零部件加工的關鍵環節中對加工方法進行自動調用。在典型零件的后置處理中，技術人員應該對刀具軌跡進行科學設計。根據工件材料和機床參數庫的治療新型，在數控機床控制面板對刀具切削角度和速度進行合理地編輯和修改。

參考文獻

[1]程耀楠，張悅.航空發動機典型零件加工技術與刀具應用分析[J].哈爾濱理工大學學報，2014（3）：110-116.