航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器零件加工工藝探討

申健博

摘 要：航空發(fā)動機內(nèi)部構(gòu)件的精密程度比較高，在航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器零件加工過程中，技術(shù)人員應(yīng)該采用科學的加工方案，對發(fā)動機的內(nèi)部燃氣零構(gòu)件進行合理加工。采用自適應(yīng)數(shù)控技工方法，優(yōu)化燃氣發(fā)生器零件加工工藝的基本工作流程，完成航空發(fā)動機零件生產(chǎn)高標準的需要。本文從航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器零件的特點進行分析，提出幾點有利于提升工藝技術(shù)的可行性建議。

關(guān)鍵詞：航空材料；發(fā)動機；燃氣發(fā)生器；零件加工

中圖分類號：V263 文獻標識碼：A

一、航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器零件加工內(nèi)涵分析

航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器是一個圓形的閉環(huán)，換種有曲面和孔洞，制造的難度比較高。在航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器零件加工中，技術(shù)人員可以采用自適應(yīng)數(shù)控加工基本工作流程，對燃氣發(fā)生器核心零件進行加工。

在加工活動中，技術(shù)人員應(yīng)該對燃氣發(fā)生器的半成品進行數(shù)字化檢測，并且在零件加工中，使用加工中心CNC控制系統(tǒng)，對燃氣機噴氣量進行分析計算。使用計算機軟件系統(tǒng)對燃氣發(fā)生器的各項性能參數(shù)進行采集，構(gòu)建航空發(fā)動機加工生產(chǎn)的工藝幾何模型。根據(jù)航空發(fā)動機正常運行的情況，進行發(fā)動機使用標準設(shè)計。對設(shè)計模型進行測量點集的分析，并且在擬合處理中設(shè)計截面曲線。技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)截面曲線的角度進行放樣處理，確定自由曲面。根據(jù)航空發(fā)動機特殊零件的曲面位置，進行切削加工作業(yè)，確保航空發(fā)動機擁有較強的使用性能。技術(shù)人員應(yīng)該對發(fā)動機燃氣發(fā)生器中的曲面變形設(shè)計模型進行分析，認真采集曲面變形零件中的特征點。根據(jù)燃氣器變形仿真的設(shè)計模型，確定零件加工中的工藝幾何模型，從而確定最終的截面、曲面變形加工的集合模型。

二、航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器零件加工工藝探討

（一）刀具選擇及使用

在航空發(fā)動機燃氣發(fā)生機加工中，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)施工方案合理地進行裝夾定位，確立對燃氣發(fā)生器進行冷加工的專用刀具，提升零件的切削質(zhì)量。

在發(fā)生器零件加工中，應(yīng)該在精銑和粗銑時采用不同的刀具，并且要使用新技術(shù)進行發(fā)生器零件加工。使用傳統(tǒng)工藝進行燃氣發(fā)生器精銑加工時，選用直徑50mm的高速鋼銑刀，加工轉(zhuǎn)速僅為90r/min，背吃刀量為1mm，進給速度僅為60mm/min。傳統(tǒng)工藝曲面加工中的純加工時間為2.0h，表面的粗糙度為3.2um。但是，在現(xiàn)行環(huán)境下對燃氣發(fā)生器進行新技術(shù)精加工看，可以換裝直徑更高的刀具進行處理，顯著提升加工效果。采用車斜面走到錄像和車內(nèi)孔走刀兩種方法，對航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器進行技術(shù)處理。在使用新技術(shù)進行燃氣發(fā)生器加工的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該對發(fā)動機刀具選擇以及轉(zhuǎn)速控制的技術(shù)難點進行分析，根據(jù)材料加工的特性選擇合適的加工方式。其中，選用直徑63mm的高速鋼銑刀，加工轉(zhuǎn)速提高到170r/min，背吃刀量為1mm，進給速度高達100mm/min。在新技術(shù)工藝曲面加工中的純加工時間為0.5h，表面的粗糙度為1.6um。刀具的材料、結(jié)構(gòu)和種類不同，對于燃氣發(fā)生器的使用性能都會造成較為嚴重的影響。采用每一百小時檢查一次刀具的方法，對加工過程中刀具的使用質(zhì)量進行加強。

（二）加工設(shè)備的裝夾定位

在加工過程中，選擇合適的夾具對零件進行處理。對零件發(fā)生器加工的運動軌跡，進行數(shù)控編程的調(diào)式和優(yōu)化處理。燃氣發(fā)生器圓環(huán)狀的零件刀具切削的去除余量比較大，并且分布不均勻，這給整個加工工程造成了較高的工藝要求。

在夾具的調(diào)試和安裝中，技術(shù)人員應(yīng)該考慮到零件凸臺槽孔系的結(jié)構(gòu)比較多，采用專用的夾具安裝方式，提升燃氣發(fā)生器零件加工的整體效率。在燃氣發(fā)生機加工處理中，技術(shù)人員應(yīng)該做好工藝毛坯的優(yōu)化設(shè)計工作。根據(jù)設(shè)計的工藝要求確定切削的結(jié)構(gòu)余量，確保切削時結(jié)構(gòu)余量均勻穩(wěn)定，并且要在加工之前預(yù)留裝夾邊。在工藝基準優(yōu)化的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該對對測量數(shù)據(jù)進行分析，確保加工基準參數(shù)與測量基準數(shù)據(jù)實現(xiàn)統(tǒng)一。在加工余量的優(yōu)化控制活動中，技術(shù)人員應(yīng)該做好對稱余量分布設(shè)計工作，確切削中曲面加工和非曲面加工的切削余量均勻分布。在裝夾方式優(yōu)化過程中，技術(shù)人員應(yīng)該采用專用夾具支撐的方法，對軸向進行固定方向夾緊處理，確保零件車削施工時快、準、穩(wěn)。

（三）零件加工參數(shù)控制和檢查

在加工過程中做好工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計工作，按照一定的順序?qū)α慵M行加工，并且始終監(jiān)測采集刀具的變化參數(shù)，防止刀具出現(xiàn)角度偏移和轉(zhuǎn)速質(zhì)量下降的問題。在工藝參數(shù)優(yōu)化的過程中做好內(nèi)外對稱車削處理工作，防止零件加工過程中出現(xiàn)車削力過大、效率過低的問題。

航空發(fā)動機夾具安裝和刀具選擇的測量數(shù)據(jù)的定位與分析，是夾具變形控制的技術(shù)控制重點，確保葉片空間位置到加工坐標系變換過程的協(xié)調(diào)過度。根據(jù)木制模型圖截面的數(shù)據(jù)輸入控制，實現(xiàn)發(fā)生器曲面、截面數(shù)據(jù)的相關(guān)轉(zhuǎn)換。在刀具和夾具加工模式檢查中，技術(shù)人員應(yīng)該認真采集夾具的測量數(shù)據(jù)，應(yīng)該考慮到葉片空間位置到加工坐標系的變換因素，并且再次定義加工機床刀具與切削的參數(shù)。在CAD系統(tǒng)上進行葉片的三維造型設(shè)計，確保葉片空間位置到加工坐標系轉(zhuǎn)換過度平穩(wěn)，并且在CAM系統(tǒng)上生成刀位軌道數(shù)據(jù)。根據(jù)加工機床和刀具的切削定位參數(shù)，實現(xiàn)對于數(shù)控加工過程的精準模擬，并且根據(jù)模擬數(shù)據(jù)及刀具進行干涉檢查。

結(jié)語

航空發(fā)動機噴氣零件的加工過程對于刀具的要求比較高，切削的過厚或者過薄都會對零件的協(xié)調(diào)變形質(zhì)量造成影響。在零件加工的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該定期對加工刀具進行檢查，并且對加工刀具磨損嚴重的進行及時更換。在發(fā)動機燃氣發(fā)生器零件加工過程中，技術(shù)人員應(yīng)該正視冷加工中零件冷作硬化現(xiàn)象，根據(jù)待加工零件的大小，確立選擇合適的刀具。

參考文獻

[1]伏建鋒，宋曉慶.航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器零件加工工藝研究[J].金屬加工（冷加工），2016（6）：32-35.

[2]孫義林，胡增榮，趙利潤，等.某航空發(fā)動機吊架零件球孔加工工藝優(yōu)化[J].精密制造與自動化，2014（3）：56-59.

[3]李成武，魏軍.高溫合金材料高精度薄壁盤環(huán)類零件加工變形控制研究[J].航空制造技術(shù)，2013（18）：88-92.