航空發動機典型零件加工技術與刀具應用分析

劉百玲

摘 要：提到了科技不可避免的，人們就會想到航天科技，而隨著航天科技的發展，航天制造業也隨之變得更加的繁榮，同時航天制造業也已經成為了各個國家，互相之間衡量發展水平的重要因素，做為飛行器的主要的核心的部件，航空發動機的發展和加工技術也越來越成為航空業發展的重要推動力量，本文就航空發動機典型零件的加工技術和刀具的應用進行分析，就航空零件的加工工藝、刀具的磨損、以及材料進行分析，希望對航空制造業的發展有所幫助。

關鍵詞：加工技術；刀具仿真；刀具設計；典型零件；航空發動機

航空業作為現代各個國家綜合國力競爭的要點，已經越來越受到各個國家的重視，同時作為戰略性的產業，航空產業的實力不僅體現著一個國家國防的安全。也是一個國家整個工業發展程度的重要體現，而作為飛行器的重要的組成部分，航空發動機其對于航空行業的重要程度也是可想而知的，同時我國的航天事業相對于很多的發達國家而言，起步已經晚了很多，這就使得和很多發達國家的航空技術相比，中國的航空技術需要進步的空間還是非常大的。

1 典型零件加工難點分析

1.1 泵殼體的結構特性分析

泵殼的結構主要是由外殼以及渦輪泵組成的，同時也結合了發動機的供油系統，當渦輪泵轉動時，通過各個零件之間的組合，來達到讓發動機工作的目的。泵殼體也是發動機的重要組成部分，泵殼體的整體結構非常的復雜，主要分為殼類、異型、復雜以及薄壁組成，采用全金屬加工合成，整個殼體的材料都是高溫合金，整個材料的硬度是非常高的，也非常難以加工，于此同時整個泵殼體對于其內部的精確度要求還是非常高的，這也是由于課題的整個外部的接口的尺寸分廠的多。

1.2 整體葉輪材料及特性探討

對于航空發動機來講，其整體葉輪的設計也是非常重要的，同時現代的航空發動機大多采用新型的材料來制作氣的結構部件，同時這種新型材料的出現，也使得發動機的推重比得到了明顯的提高，讓整體葉輪的整體葉榫槽、榫頭以及其鎖緊等裝置都得以省略，讓葉子和輪盤成為了一個實體的結構，讓零件的整體的數量得到減少，讓整體葉輪的重量得到減輕，使得整體也輪得到精簡，讓效率得到了提高，使得氣流的算是得以減少，這就使得現在這種材料得到了各個國家的廣泛的應用。

1.3 典型零件噴嘴環的結構特性分析

在整個上空發動機的生產過程中，不可忽視的還有汽輪機的功能，汽輪機的原理主要是把爭氣的作用力轉化為動能，而在這一過程中起著非常大的作用的零件就是噴嘴，而噴嘴整個設計的新結構就是貧嘴環的設計，其的好壞直接影響著整個汽輪機燃燒的質量，也對發電的效率產生非常大的影響，整個噴嘴組的整體的質量直接影響到，對發電及能源的整體性的利用率，而噴嘴環的設計是其中非常重要的一個關鍵的因素。

2 典型零件成型加工技術探討

2.1 噴嘴環的加工技術分析

在噴嘴環的設計過程中也存在著很多的問題，像是由于焊接熱的原因產生變形、噴嘴環裝配的誤差等原因，這些都會導致其生產周期被拉長、生產的效率被降低、生產的整個工序被繁雜化等。同時在噴嘴環的整個生產的過程中，為了提高生產的效率，對其進行整體加工，避免在組裝過程中會出現的變形、焊接不實、開裂等情況，讓航空發動機的整體的質量從根本上得到保證。

2.2 整體葉輪的加工技術分析

整體葉輪加工方法一般有鑄造加工、電火花加工、電解加工、仿形法。和多軸數控加工等方法。鑄造加工技術。充分利用材料、加工工時少、制造周期短并且成本低廉等優點，但是鑄造出的葉輪一般會產生氣孔或者砂眼等內部結構缺陷，不能保證較高的加工精度，導致葉片的動平衡能力差。

2.3 航空發動機零件復合加工技術

航空發動機零件復合加工是一項綜合性很強的系統工程。其加工過程主要關注加工質量和效率兩個方面，目前復合加工技術被解釋為兩種含義，一種復合加工是以不同能量或運動方式為基礎；另一種是以工序集中原則為準、以機械加工工藝為主的復合，這是近些年數控加工領域發展較快的高效加工方式。在提高加工效率的前提下，也提高了加工精確度、加工表面質量及加工工具損耗等心。

3 刀具切削特點及應用分析

3.1 典型零件用難加工材料切削特點

在航空發動機制造企業的加工技術逐步向高速、高效的方向發展，而高性能的切削刀具是支撐和促進切削加工技術進步的關鍵因素，也是使昂貴的數控機床效能得到充分發揮的基本前提之一。

3.2 刀具材料及結構特性分析

常用的刀具材料有高速鋼、硬質合金、陶瓷、超工硬刀具材料等。隨著航空制造業的發展，刀具的主要工材料正被硬質合金所取代。超硬刀具材料的使用比工例也在不斷增加。涂層刀具由于具有很高硬度，因此工應用也變得更加廣泛。不但要考慮刀具的材料，刀具工各個參數對加工也同樣起著重要的作用。刀具結構創新體現在刀具結構的優化、切削負荷的合理分布、工三維端斜槽形設計，帶前角的螺旋形刀刃銑削刀片工設計等各種新型可轉位刀片結構設計。

3.3 多軸高速切削中刀具的磨損探討

高速切削過程中的摩擦直接影響刀具磨損和破損，刀具使用壽命縮短，限制了高速切削技術的進一步發展和應用舊。并且造成加工時刀具剛性差，易折斷，讓刀具的磨損嚴重。

4 專用刀具的設計研究

4.1 多軸高速銑削常用刀具

針對是高速高精度的數控加工，因此對于刀具的選擇十分嚴格。在高速銑削數控加工過程中，刀具的選擇是一個非常重要的步驟，它將直接影響加工效率和零件的加工工藝。高速銑削加工整體葉輪曲面零件時，常采用球頭銑刀，具有較高的加工精確度。

4.2 多軸高速銑削專用刀具設計

隨著航空航天的工業的發展，球頭銑刀的應用日益廣泛。球頭銑刀的刀刃曲線的設計和刃磨加工是刀具設計和制造的關鍵，刀刃曲線的不同不僅是使刀具外觀發生變化，更重要的是在加工過程中它決定著工件表面的形狀（成形加工時），決定了刀具切削性能和加工質量。

5 結束語

綜上所述，我國的航空航天技術以及航空發動機零件的生產上的技術，相對于世界先進的發展水平來講還是落后很多，同時進行航空零件生產的機床和機器，乃至于刀具很多都依賴于進口，這就使得發動機零件生產上的效率嚴重受到了制約，從根本上來講主要的原因還是國內生產的刀具和機床，根本沒有辦法滿足現有的航空發動機零件的生產需要的精密讀的要求，這種情況也造成了航空零件的生產的成本居高不下，在國際競爭上也非常不占據優勢。

參考文獻

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