減少航空發動機鋁合金零部件加工變形的措施

周成

摘 要：隨著全球經濟的增長，檢驗各國綜合水平的標桿已經不僅僅局限于各國經濟的發展水平，還有國家科學技術能力的介入，航空航天技術就是其中一項，在航空航天技術中，航空發動機占了絕對的地位。航空發動機是技術人員的智慧結晶，它在航空航天技術中發揮著不可言喻的重要作用，如果沒有航空發動機，那再多的航空零件都于事無補。但在航空發動機的建造過程中會遇到許多困難，例如，一些鋁合金零部件容易變形，會造成航空發動機建造的不完美，進而影響到飛機的正常運行，所以要采取措施去防范這些事情的發展。

關鍵詞：航空發動機 鋁合金零部件 加工變形 措施

中圖分類號：TH86 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（b）-0103-02

對于航空發動機零部件的應用來講，鋁合金與其他金屬相比會有許多優秀特質。鋁合金的密度比較小，所以比較輕，對于航空飛行來說是比較實用的。而且鋁合金的強度較高，導電導熱性較好僅次于銀、金、銅，然而前兩種的價格比較高不經濟適用，而鋁合金的市場價格要遠遠低于它們。不僅如此，鋁合金的耐腐蝕性也很好。遇到一些惡劣天氣，機身不易受遭到腐蝕。但是鋁合金也有些許的缺點，就是在其加工過程中會受到力的作用而導致變形。例如鋁合金零部件會受到一些力的影響而發生變形，從而使鋁合金零部件的加工精良度受到影響，這會給人們的使用過程造成一定的不便。

航空發動機鋁合金零部件加工變形的原因有許多，據一些文章表明，有的航空發動機的中壓壓氣機采用的是由鋁合金打造的半護罩組件而且是用箍環組合連接而成。在建造過程中，對鋁合金進行熱處理使其硬度在一個范圍內。鋁合金零部件的加工屬于薄壁加工，因為零部件比較薄，所以在加工零部件的過程中，會有一些加工殘余應力對鋁合金零部件做功進而造成零部件變形，進而使零件的質量降低。這些殘余應力會在以下過程中出現。

1 鋁合金毛坯料制造過程中積存的殘余應力

在鋁合金零部件的加工過程中，如果加工工藝不夠精益，也許會導致鋁合金金屬受力不均，加上金屬的熱脹冷縮更加使得合金在加工過程中受熱不均勻，而且金屬被加工成合金的過程中也會有不足之處，因為要把鋁合金加工成很薄的零件，所以在體積壓縮過程中難免會造成結構不均勻，一 些力會積存在鋁合金零部件中，進而在之后的過程中對鋁合金零部件做功，最終導致鋁合金零部件變形，進而在使用過程中會遇到諸多不便，甚至會使得航空發動機受到影響，進而影響到航空領域的發展。

2 鋁合金零部件冷校直過程中殘余應力對鋁合金零部件做功

鋁合金被加工成航空發動機零部件需要不斷鍛造，其中就有對其進行冷校直，因為這些鋁合金是應用到航空領域上的，所以對精確度的要求很高，所以在冷校直過程中，該金屬會受到很大的壓力，也許會因為金屬的熱脹冷縮進而使鋁合金受力不均勻，所以為了讓鋁合金零部件的質量有所提高，需要有過硬的技術，所以，這對技術人員的技術有很高的要求，當然也需要他們一絲不茍嚴謹認真的工作態度，然后對鋁合金進行加工，盡量使其受力均勻。然而，在冷校直過程中，會有殘余應力對鋁合金金屬做功，使得鋁合金零部件在加工過程中變形。因此，要采取一些措施去防止該殘余應力對鋁合金零部件做功，保證鋁合金零部件的質量。

3 鋁合金零部件在切削等機械加工過程中殘余應力對其做功

鋁合金在被加工成零部件的過程中，會有切削過程對其進行加工，在這個過程中，刀具與合金接觸的那一面會使合金金屬發生變形，進而在鋁合金金屬表面產生殘余應力。這些積余的殘余應力會在已經加工完成后的零部件產生力的作用，進而使鋁合金零部件產生變形，使得航空領域遇到一系列麻煩。

以上筆者主要分析了航空發動機鋁合金零部件發生變形的原因，這里要針對這些原因，采取相應措施進而找到解決方法。在鍛造過程中，就是因為這些內部積余的殘余應力，在最后的過程中對鋁合金零部件進行做功，使鋁合金零部件變形，導致不合格，影響航空發動機的正常運行。針對這樣的現象，工作人員對其進行了深入研究，發現在鋁合金零部件的鍛造步驟中，切削過程產生的殘余應力是相對較小的，而且這些殘余應力會在后續過程中對鋁合金零部件進行做功，既然無法把這些力消除，也可以采取措施在最大程度上降低其對鋁合金零部件的危害。例如，人們可以把這些過程中產生的殘余應力釋放出來。

經過上面的內容大家知道了在鋁合金零部件的鍛造步驟中，熱鍛過程會產生比較多的殘余應力。人們最終的目的是為了讓鋁合金零部件不變形，不影響航空發動機的正常運轉，所以不論用什么樣的方法只要不影響最終結果就好。最簡單的方法就是深入了解鍛造過程的各個步驟，進而再一步一步分解，盡量消除這些步驟中存在的隱患。最終大家認為略微調整一下運行順序會達到想要的結果。其實就是把熱鍛過程中產生的殘余應力釋放出去后再對鋁合金零部件進行精加工（就是把鋁合金零部件先切成兩個半環再對其進行加工），這就相當于所謂的工藝優化。

工藝優化適用于任何一個步驟。為應對鋁合金零部件內部殘余的力對其做功，工作人員將對鋁合金零部件的精加工全都放在了把零部件切斷步驟的后面，因為在某些程度上，鋁合金零部件被切斷后，殘余應力會得到很大的釋放，會對該零部件做一些功，但因為之后還有精加工過程，所以不必過于擔心該零部件會變形，會提高鋁合金零部件的質量。

提高鋁合金零部件質量的方法不僅這一個，還可以改變該零部件的裝夾方式。以前，鋁合金零部件的裝夾方式是對對鋁合金零部件的大端面進行支撐，把小端面用夾板緊緊壓住，這個方法是很簡單方便，但是，如果掌握不好會影響其受力，導致受力不均，影響其質量。所以技術人員有研究了一套新的裝夾方式，就是采用內孔基準和定位銷相組合的方式對鋁合金零部件進行裝夾定位。這樣被改進的裝夾方式被應用到實際生活中，這樣鋁合金零部件的幾個自由度全都被固定起來，被限制住，有其確定的唯一位置，實現了鋁合金零部件的完全定位，在一定程度上減少鋁合金零部件的變形。

在鋁合金零部件的毛坯料的鍛造過程中容易產生殘余應力，為了消除這些，人們選擇把這個階段產生的殘余應力釋放出去，而且該釋放過程與上面有一個過程是相似的，都是略微的調整一下鋁合金零部件的加工工序。在加工過程中，先對鋁合金零部件進行粗加工，然后去完成鋁合金零部件的切斷過程，進而對其進行精度加工，把該零部件內部積存的力釋放出去，這樣可以很巧妙的避免殘余應力對鋁合金零部件做功，從而使得鋁合金零部件的質量有所提高。

4 結語

在航空發動機鋁合金零部件的鍛造過程中，經常會出現一些形形色色的問題，會影響到鋁合金零部件的最后質量，例如，在現實生活中，經常會出現鋁合金零部件出現變形問題。因為鋁合金較其他金屬來說具有許多特質，都是可以用于航空航天領域的，因為這個領域所涉及的全方面利益，航空領域的科技含量還代表著一個國家的科技技術水平，所以，它不容有任何閃失，它所涉及到的方方面面都要接近于完美。鑒于航空發動機有用到鋁合金零部件，就應該保證其質量，防止其變形，以免影響到飛機的質量。

參考文獻

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