航空发动机典型零件加工技术及装备探讨

潘磊++翟莹莹

摘 要：在航空发动机典型零件加工中，技术人员应该积极应用先进工艺，更新产品加工与误差控制的理念，显著提升发动机零件加工的品质。航空发动机与一些普通机械设备相比有较为明显的区别，航空发动机精密程度较高，零件形状结构较为复杂，零件的切除率大，对于生产工艺提出了较高要求。从技术实现角度出发，对航空发动机典型零件进行加工，技术人员应该坚持严谨的工作态度，使用配套的装备解决材料难加工的问题。

关键词：航空领域；发动机；典型零件；加工技术

中图分类号：V263 文献标识码：A

一、航空发动机典型零件加工的技术难度适应性分析

发动机典型零件加工是一项技术难度较大的工业生产活动，技术人员既要选择合适的冲击工具和切削刀具等装备，还要选择合适的材料，才能够制作出规格和质量达标的零部件。在航空发动机典型零件加工技术应用中，技术人员应该坚持严谨的工作态度，积极应用先进装备对发动机典型零部件进行切割钻削加工，提升发动机的使用性能。在航空发动机典型零件加工活动中，技术人员应该根据零件加工的要求，选择合适的加工工艺。在技术实现角度，技术人员应该对零件加工工艺内容进行分析，选择并且确定合理的加工方案。在机床零件处理中，技术人员应该根据零件的特点选择和设计刀具，根据夹具与量具的特点确定切削用量，并且要编制和校验完善的加工程序。认真处理首件试加工现场中出现的各种问题，进行航空发动机复合加工工艺的定型与归档处理。航空发动机零件的精密程度比较高，零件的切削面积和角度比较大，选择精密性车型腔体对零部件进行切削处理。

二、航空发动机典型零件加工技术及装备探讨

（一）发动机零件材料控制和CAD模型加工方案分析

在航空发动机典型零件加工活动中，技术人员可以使用金属制作成复合材料的零件。在零件的切削加工中应该加入性能独特的原材料，添加钨和钼能够降低零件切削加工处理的难度。在发动机零件的切削加工中添加钨能够提高材料的高温强度和常温强度，添加钼能够显著提升材料的强度和韧性，提升发动机零件的使用效果。但是，在发动机典型零件加工中添加合金元素时，技术人员应该重视材料导热系数明显下降的问题。在制定零件加工方案的过程中，技术人员应该认真分析零件的抗拉强度和冲击韧度问题，选择合适的材料进行加工处理。发动机曲轴一般使用QT700材料及虚拟性加工，缸盖选用ZL101（ZALSI7Mg）材料进行加工。在零件处理过程中，可以采用零件图形的数字处理方法，在三维立体模式中对零件加工的细节进行优化。根据加工设计的标准确定零件处理的工步和进给路线，选择合适的机床类型开始对零件进行加工。使用CAD模型处理方法，对发动机零件设计和加工方案进行数字化处理。建立单个典型精密零件的CAD模型特征信息表，包括制造资源库的容量信息、该典型零件加工的工艺技术规范和工艺特征，针对零件的几何特征信息进行加工特征的读取，从而确定合适的切削参数。

（二）核心零部件建工与刀具装备的选择分析

发动机缸盖的主要加工内容为进气门座圈/导管切削和上平面螺纹攻丝加工，技术人员应该选择合适的刀具材料装备。在加工技术应用中，技术人员应该合理控制每齿进给量和每转进给量，根据切削零件的进给量选择合适的切削速度。在主轴转速控制中，技術人员还应该考虑到加工余量和耐用度的问题，提升典型零件的抗弯强度和断裂韧度。航空发动机的凸轮轴是一种重要零件，它一般使用HT250型号的材料进行加工，其抗拉强度为250MIN/MPa，它的硬度和抗拉强度承受力都比较低，在高温和高压的状态下很容易发生变形，其硬度为170～241HBS之间，航空发动机凸轮轴的材料力学性能有严格标准，其伸长率不能小于0.5%，冲击韧度不小于10～110kJ/㎡，导热系数不小于0.580W/cm-k。除了发动机的凸轮轴之外，航空发动机的典型零件还有曲轴、缸体、缸盖和连杆等零件。典型零件加工的技术重点是要选择合适的刀具材料装备，适合加工曲轴的刀具材料为PCD/CBN等，而适合加工缸体和缸盖的装备材料为高速钢等。

（三）零件涂装技术控制与质量检查细节介绍

根据零件的尺寸选择合适的精铣端面槽，使用精密镗床加工出镗精密孔，并且对发动机典型零件的孔径进行检查。技术人员可以采用三坐标测量机等精密仪器，对零件的尺寸加工进行检查。使用在线测量的方式，及时地发现零件加工中存在的问题，将加工半成品的零件运送到车铣复合加工中心进行处理。半成品的航空发动机零件通常需要加装土层，根据不同零件的应用特点，选择不同的涂层进行加工。TiN类的发动机零件为金黄色，它的硬度最低，为1800～2300HV之间，此种典型零件符合低速下的通用涂装的技术要求，此类零件加装涂层一般为CVD/PVD类的涂层。TiN类的发动机零件为紫黑色，它的硬度比较高，为2300～3500HV之间，此种典型零件符合高速下的通用涂装的技术要求，此种材料可以用来加工制作难加工的航空零件。此类零件加装涂层一般为CVD类的涂层。

结语

在发动机典型零件加工活动中，技术人员应该设计科学合理的加工方案，积极应用先进装备对发动机典型零部件进行切割钻削加工，提升发动机典型零件的加工质量。技术人员应该根据典型零件设计模型和装备的性能建立材料典型特征库，在零部件加工的关键环节中对加工方法进行自动调用。在典型零件的后置处理中，技术人员应该对刀具轨迹进行科学设计。根据工件材料和机床参数库的治疗新型，在数控机床控制面板对刀具切削角度和速度进行合理地编辑和修改。

参考文献

[1]程耀楠，张悦.航空发动机典型零件加工技术与刀具应用分析[J].哈尔滨理工大学学报，2014（3）：110-116.