航空发动机机匣加工工艺
石洪瑞
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石洪瑞,. 航空发动机机匣加工工艺[J]. 中国航空航天科学,202111. DOI:10.12721/ccn.2021.157102.
摘要: 航空制造工作通常要根据航空装置各类零部件的基本功能和造型特征,进行合理的分类,然后制定加工处理计划。本文主要以发动机机匣加工工艺为例,介绍加工操作前应当做好哪些准备工作。并介绍了几种目前使用频率较高的技术方法,对技术操作流程、优缺点进行了详细的分析,这样才能在实际进行发动机机匣加工时,根据实际需求选择合适的加工工艺,保障加工效果。现阶段,创新是制造企业发展进步的核心驱动力,还需要结合以往的工作经验,找到工作的侧重点,培养专业的技术团队,着重做好对加工工艺流程的创新研究工作。
关键词: 航空发动机;机匣;加工工艺
DOI:10.12721/ccn.2021.157102
基金资助:

发动机的生产加工质量会直接影响航空设备的使用价值,因此,制造企业通常会根据航空设备的造型、使用功能,安排专人进行发动机的生产工作。以发动机机匣制造工艺为例,在加工前,应当做好充足的准备工作,确定基本参数信息,做好相关基础设施的建设工作,全面管控加工工作的质量及安全问题。

1.航空发动机机匣加工的前期准备任务

从机床、刀具的选择及工件材料质量检查和变形管理工作等方面入手,可以从根本上降低安全隐患的发生几率。

1.1机床

数控机床成为了目前机械设备生产加工环节使用频率较高的设备,需要在前期进行机床试运行操作,在核心系统当中设定切削加工的指令。然后,检查需要加工的机匣自身材质,确定有无质量问题,将相关工件摆放在指定位置上,有序完成加工操作。应着重做好对工件的固定工作,避免出现切割位置偏移的情况,造成材料报废的问题。

1.2刀具

在切削工作中,刀头的形状、刀刃锋利程度,都会影响最终的切削效果。所以,在进行航空发动机机匣加工工作之前,要合理选择刀具。并根据工作任务量,确定刀具的更换频率。使用刀具来切割,会有一定的安全风险。应做好现场加工环节的安全管理工作,确保工作人员具备对突发问题的灵活处理能力。

1.3变形

工件加工过程中,受力不均匀或者切削速度没有掌控好,就容易在加工时出现工件变形的情况,造成经济损失。因此,必须要安排技术人员做好对加工流程的实时监测工作,监测工件变形量的变化情况,预估可能出现的安全隐患问题,做好风险防控工作。上述这些问题都是制造企业在进行零部件加工质量和效率管控工作时,应关注的重点问题,将会影响制造企业的可持续发展状态,需要建立健全的管理机制。

2.常见的几种航空发动机机匣加工工艺

针对制造企业加工水平的不断提升,可以用于进行机匣加工的技术方法有很多。每种方法都有独特的操作流程和应用注意事项,需要进行深入分析。

2.1电解技术

电解加工采用了周期进给按零件加工表面尺寸转换加工程序的循环方式,小间隙加工,大间隙冲刷,加工精度较高。基于电解过程中阳极溶解原理,并借助于成形的阴极,系统控制电极自动测量工件的加工余量后,自动回退到顶置的加工间隙△S(通常△c≤O.2mm),开始电解加工一段时间后,系统控制电极逆进给方向快速回退,并与工件保持设定的冲液间隙△c(通常AC≥0.5mm),冲刷几秒钟,以促进自加工区电解液的更新,排除电解加工反应产物。为了防止电极在回退过程中,对已加工侧面的二次加工,系统切断加工电源。一个周期加工完成后,系统再根据计算速度计算当前的加工位置,电极快速进给接触零件计算余量值,回退到预置的加工间隙位置,接通电源,进行下一周期的进给加工,直至达到符合要求的加工形状和尺寸为止。

2.2数控技术

机匣零件外环形面共分二级,分布有二条环形凸缘,下部有1个纵向小凸缘,两个纵向凸缘对称分布。其外型面加工分层、分块进行,采取合理的走刀路径,采用对称的切削加工余量。制造企业应当根据工艺流程,科学应用数控机床,完成对航空发动机机匣的加工制造工作。数控技术在目前的应用价值较高,发展前景也比较好。就是使用这项技术时,需要在前期投入大量的资金去采购数控机床。同时,要定期对机床设备进行检修,才能保障切削加工工作的精准度。

一般来说,制造企业在进行机匣加工时,会以粗加工配合精加工的方式进行处理。常规粗加工主要以手动切削方式为基础,而精加工则可以依靠数控机床,最终目的是提高加工制造水平,保障机匣的质量满足航空设备对发动机的使用需求。该技术的主要操作难题在于:数控机床需要依靠核心计算机系统来控制,因此,要求技术人员能掌握信息技术的操作方法,这样才能根据施工图纸及工作要求,设定系统的运行参数,顺利展开机匣加工工作。

2.3电火花

采用简单的超长铜管做工具电极,由导向器导向,在工作中电极作高速旋转,从而产生电火花。在较高的电流下,完成对机匣基础工件的加工处理工作。这种技术方法涉及到对电能的应用,因此,用电安全的问题备受制造企业的关注。在具体施工时,应做好电源接地处理和输电线路的绝缘层检查工作。同时,应当根据工件的材质、直径特点,结合加工工艺需求,确定电流量的大小、确定切削加工的具体位置。整个工作环节应当着重控制好加工速度、加工时间,关注工件表面温度变化情况,管控变形量。

3.航空发动机机匣加工工作的注意事项

以创新为基础,展开机匣加工处理工作,目的是降低机匣制造难度。这需要规范加工操作流程,做好施工规范化管理工作。

3.1技术创新

基于可以用于进行发动机机匣加工处理的技术方法有很多,如何将各种技术的应用优势综合在一起,提升机匣生产制造的质量及效率,以此来满足市场需求,就是制造企业关注的根本问题,这将直接关系到制造企业的经济效益。所以,需要注重提升技术人员的创新意识及能力,引导他们总结工作经验,积极借鉴先进的加工理念及技术方法,优化实际的机匣加工处理方案。

3.2规范化管理

技术人员的工作素质、能力,都会影响加工技术的应用价值。因此,在实际制定航空发动机机匣加工计划之后,应针对技术的操作要求做好规范化的管理工作。主要应当根据复杂的加工流程和人员工作能力,分配具体的工作任务。做好责任监督管理工作,以分工协作的方式保障加工工作的顺利开展。加工完成后的产品,要根据国家管理规定进行严格的质量检查,避免在航空设备中使用不合格的产品,引发设备的使用安全风险。

结语:本文主要从电解加工、数控加工以及电火花加工三个方面,介绍了航空发动机机匣加工工作的关键工艺类型。目前,技术人员正在研究根据工作需求,融合常见加工工艺的应用优势,来创新加工方案,优化加工流程。这需要技术人员具备先进的工作观念和技术操作能力,并应当由制造企业结合国家相关管理规定,对现场加工行为进行规范化的管理。实际上,结合具体工艺流程来看,会对航空发动机机匣加工质量造成影响的因素有很多,需要以质量及安全管理为基础,健全管理机制。

参考文献:

[1]成远清.航空发动机机匣构件机械加工工艺的优化[J].信息周刊,2019,(40):P.1-2.

[2]权少宁.试论航空发动机涡轮机匣传热分析技术[J].工业加热,2019,48(5):52-58.