淺論電加工技術(shù)在航空發(fā)動機制造中的應(yīng)用

趙忠陽

摘 要：電加工技術(shù)從其技術(shù)價值上講其實是覆蓋了一些技術(shù)的短板，屬于技術(shù)升級形態(tài)。其可通過利用電能對構(gòu)件或過程進行控制和加工，極大程度的減少了切割應(yīng)力的誤差因素，能有效保證微小零件的尺寸精確需求。從理論上講電加工技術(shù)的受用面和效果都較為樂觀，但在實際應(yīng)用過程中仍然存在一些亟待開發(fā)的技術(shù)性問題。故筆者以其應(yīng)用為題，細化分析了電加工技術(shù)的內(nèi)容和改進措施，望能為相關(guān)制造行業(yè)人員提供些許幫助。

關(guān)鍵詞：電加工技術(shù)；航天發(fā)動機；電機工技術(shù)

引言：

就目前來講，電加工技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)觸及到了多個領(lǐng)域，尤其在航天制造行業(yè)中也有著極為優(yōu)秀的應(yīng)用記錄，例如蜂窩密封環(huán)件電火花磨削加工等。而電加工技術(shù)的工藝種類較多，不同的類別在使用條件上也有一定的差異性。因此工作人員要以實際加工工藝需求為主擇優(yōu)選取。同時航空發(fā)動機因其施用范圍的特殊性，其發(fā)動機工藝成型質(zhì)量要求也極為嚴格，基本上要綜合多種工藝內(nèi)容進行，深入了解合金材料的物質(zhì)特性，如此才能提升電加工的質(zhì)量。因此分析其應(yīng)用內(nèi)容具備實際價值。

一、電加工技術(shù)在航天發(fā)動機制造中的應(yīng)用

1、復(fù)雜零件空間角度小孔、異形孔加工

航空發(fā)動機的渦輪葉片、火焰筒等零件中有大量的冷卻氣膜孔，這些小孔數(shù)量多，空間位置復(fù)雜，精度和質(zhì)量要求高，傳統(tǒng)的機械鉆削根本無法加工，采用多軸數(shù)控電火花高速打孔可以實現(xiàn)高效加工。電火花高速打孔的孔徑范圍為φ0.3～φ3mm，孔徑精度可達±0.05mm，表面粗糙度值Ra=6.3μm，孔內(nèi)表面重熔層厚度一般為0.03mm左右，重熔層厚度與加工中的工藝參數(shù)有關(guān)，單個脈沖能量的大小對重熔層影響很大，因此打孔時要控制單個脈沖能量，獲得小的重熔層。

2、蜂窩密封環(huán)件電火花磨削加工

發(fā)動機上的蜂窩密封環(huán)是由0.05mm厚的高溫合金薄片制成，用機械加工方法很難加工，采用電火花磨削加工可以解決這類零件加工的難題。電火花磨削加工精度可達到0.1mm，表面粗糙度值Ra=6.3μm，加工效率較低，一般只有100～200mm3/min。

3、高效放電銑削加工

高效放電銑削加工是我國開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，它采用簡單的空心銅管作電極，對航空難加工材料可實現(xiàn)高效加工，效率高達2000mm3/min以上，在整體葉盤開槽和機匣型面加工上得到應(yīng)用，實現(xiàn)了難加工材料高效低成本加工，該方法適合用于去除大余量的粗加工。

4、帶冠整體葉盤電火花加工技術(shù)

帶冠整體葉盤是航天發(fā)動機制造中的難點，車工工業(yè)的刀具在實際的切割過程中，會與整體葉盤造成干擾，帶冠整體葉盤零部件的空隙較小，不利于工具進行切割，另外零部件的合金金屬特性，致使切割工藝要求較高，長時間的精車工和工作難度影響了工作進度。多軸數(shù)控電火花成形加工采用五軸數(shù)控電火花加工帶冠整體葉盤，經(jīng)電火花加工其尺寸、形位精度均達到了設(shè)計圖樣要求。國內(nèi)研制的五軸數(shù)控電火花成形機床的性能達到了國際水平，經(jīng)實踐該軟件功能強大，具有電極設(shè)計、加工程序自動生成等功能，是實用的軟件工具。

5、整體葉盤電解加工技術(shù)

電解加工是整體葉盤諸多制造方法中優(yōu)選方法之一。電解加工整體葉盤與數(shù)控銑削方法相比有著效率高、成本低等優(yōu)點，在批量生產(chǎn)中電解加工是實現(xiàn)整體葉盤優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的制造方法。隨著對電解加工的深入研究及計算機數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，整體葉盤電解加工技術(shù)的研究有了很大進展，南航采用電解加工透平機上的整體葉盤，625所用電解套料加工了鈦合金的整體葉盤的流道，在電解加工整體葉盤上取得了可喜的成果。

6、葉片型面電解加工

葉片型面電解加工在國內(nèi)應(yīng)用較早，在20世紀60年代就已成功地應(yīng)用于發(fā)動機葉片的生產(chǎn)，電解加工葉片型面加工效率高，尤其適合弱剛性薄葉片的加工，受到電解設(shè)備精度影響，國內(nèi)葉片電解加工精度較低，電解加工后還需要進行機械精加工。國外已經(jīng)開發(fā)了精密微細窄脈沖電解加工技術(shù)，實現(xiàn)了葉片無余量精密電解加工。

二、提高航天飛機中，電機工技術(shù)的具體措施

1、加強專業(yè)人才的建設(shè)

航空專業(yè)不同領(lǐng)域的技術(shù)研究方向和內(nèi)容也極為不同，因此航空制造相關(guān)公司要明確不同技術(shù)方向的人才需求，建立專項且具有針對性的人才招攬和培訓制度，培訓內(nèi)容要以方向為準，以全方位素質(zhì)建設(shè)為輔，保證專業(yè)人才在透徹本專業(yè)技術(shù)內(nèi)容和掌握拓展能力的同時，也能明確其他方向的常識性技術(shù)內(nèi)容。同時相關(guān)加工體系也要盡早完善，爭取在保證人才資源的條件下提升企業(yè)技術(shù)革新。

2、加強電加工技術(shù)革新

科技創(chuàng)新是航空類技術(shù)性企業(yè)保證行業(yè)地位，提升自身技術(shù)價值的重要渠道。尤其在航空領(lǐng)域的企業(yè)更要加緊技術(shù)的革新，要在堅固自身基礎(chǔ)技能知識的基礎(chǔ)上拓寬眼界渠道，明確航空專業(yè)的階段性發(fā)展趨勢。同時也要堅固人才隊伍，不間斷開展對外學習活動，針對電加工細節(jié)和總體等各個方面的技術(shù)改造并持續(xù)驗證，直至形成具有企業(yè)特征的技術(shù)品牌，進而在維護企業(yè)競爭地位的同時帶動國內(nèi)航空事業(yè)的高效發(fā)展。

3、注重相關(guān)技術(shù)設(shè)備的創(chuàng)新和研究的持久性

在技術(shù)的革新中，沒有任何的科技成果能通過幾次的研討就能成功的，相關(guān)技術(shù)團隊要不斷的從失敗中總結(jié)教訓，引進先進的技術(shù)理念和工藝設(shè)備，對實踐經(jīng)驗進行科學的總結(jié)與吸收，創(chuàng)新電加工技術(shù)的研究道路，并對相關(guān)工藝設(shè)備進行技術(shù)革新，滿足研發(fā)的技術(shù)要求，進行持久性的研究，為航天事業(yè)的發(fā)展不斷開辟道路。

4、積極開發(fā)國內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)

電加工技術(shù)的應(yīng)用，能夠更加準確的實現(xiàn)機械構(gòu)件的進度，避免了切割應(yīng)力對于機械構(gòu)建的形變，但是具體的電加工工藝需要進一步的完善。通過調(diào)研，我國各高校和研究機構(gòu)對于航天事業(yè)電加工技術(shù)的研究工作，得到了較多的進展，我國技術(shù)人員在借鑒外國技術(shù)經(jīng)驗的同時，也要注重國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)的開發(fā)，如電液束加工技術(shù)，精密電解加工技術(shù)，高效放電銑削加工技術(shù)，這些工藝技術(shù)都具有較高的應(yīng)用前景，急需專業(yè)的人員進行科研探究。

三、結(jié)束語

電加工技術(shù)是較為新穎，技術(shù)內(nèi)容十分可靠的新型技術(shù)，能有效改善其他技術(shù)的加工誤差、效率等落后問題。尤其針對一些對切割、構(gòu)建結(jié)構(gòu)精準度要求較高的零件，電加工能最大限度的完成其技術(shù)需求，因此就目前國內(nèi)航空方向可選技術(shù)而言，電加工明顯具有極高的發(fā)展趨勢。

參考文獻：

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