机匣的数控加工控制对航空发动机的运行全过程具有直接影响，并且涉及到了各个不同控制环节的工作内容，在相互影响的基础上利用有限元仿真技术，对机匣类零件的实际情况进行全面化的分析，从而提出更加完善的机匣类零件数控加工变形控制方法，在加工实验的验证材料指导基础上，保障变形控制方法和技术的有效性。
1.分析机匣加工环节的变形因素和控制策略
1.1明确掌握机械加工变形的相关因素
航空发动机的机匣是由各个不同的部分，在差异化结构以及功用的支撑基础上，共同组合并焊接形成的组合件，在实际的加工和焊接过程中，所出现的变形问题对机匣的精准程度造成了影响，并且属于主要的影响因素类型。机匣属于具有代表性的薄壁结构零件，其自身的刚度不够充足，从而引起了加工变形等问题，对机匣的尺寸和精度带来了不良影响。首先，对于装夹变形等问题来说，机匣零件所出现的装夹变形问题，在一般情况下是由零件的刚度不足所引起，在装夹力的作用下不仅不利于保障端面的平稳性，还会对薄壁等部分造成变形。其次，在切削加工的过程中，由于零件自身的刚度难以达标，在切削力的作用下出现了弹性变形，且在薄壁的部分较为常见，在最终的检查过程中通常以圆跳动量较大或者超差为主的形式进行表现。最后，在加工零件的过程中，通过对残余力的释放，从而导致其内部原始的平衡性被打破，导致内应力的状态受到破坏，为了确保内应力的平衡性，则需要由变形来实现。
1.2控制机匣变形情况的相关策略
通过对产生机匣变形情况的影响因素进行全方位的分析，并在实际的生产过程中制定完善的机匣控制方案，通过对装夹方法、切削参数、余量分布以及走刀方式的优化处理，加强对航空发动机机匣变形问题的控制力度。首先，需要对装夹的方式进行优化和完善。装夹等设备能够确保在实际加工过程中零件定位的可靠性，在优化装夹方式的同时，需要对装夹的位置、顺序以及加载方式予以综合性的考虑，其主要目的是为了控制由装夹力所造成的工件变形问题。其次，对于机匣类的零件来说，实施变形控制的主要目的，是为了保障精细化加工操作方法的有效落实，并坚持余量优化的实施原则，确保余量能够保持在最低的状态，并且能够呈现出均匀化的特点。对余量和加工的顺序进行优化。当加工的余量缺乏均匀性时，则会导致切削的深度在一定的范围内出现较大的波动情况，从而会导致切削力和残余应力的大小以及分布持续的发生变化，对零件加工的精准程度造成了不良影响。其中，对于最小的余量来说，还需要针对粗加工情况进行热处理，确保零件的变形量并不会对精细化加工的余量产生影响，从而产生超差问题。最后，需要对工艺的参数进行优化。在实际的加工过程中，由于所产生的切削力以及残余应力与机匣加工工艺的规定参数之间具有紧密联系，通过对工艺参数的合理化调整，在提高加工效率的基础上，减小切削力以及残余应力所带来的影响，对加工阶段所产生的变形问题进行有效抑制。
2.控制航空发动机机数控加工变形问题的有效方法
机匣的数控加工变形问题主要表现在薄壁等区域，且实际的加工精准程度相对较低，在此方面的设计加工作业完成之后，需要在卸除装夹的自由状态下，针对超出设计要求所规定的误差范围进行处理。风扇机匣在航空发动机的运作过程中具有重要作用，其主要包含了机匣外环、机匣内环以及叶片等基础结构组件。由于风扇机匣的外环结合材料以及加工过程当中所出现的变形问题具有代表性，需要将控制数控加工变形作为主要目的，实现对航空发动机机匣加工方案的完善与优化。
2.1对风扇机匣装夹方式的优化
结合机匣的结构特征进行全面化的分析，在一般情况下需要将机匣的上下两个端面作为加工作业的实施标准，并在此基础上对两端面的加工精确程度奠定有力基础，从而对机匣整体的加工质量提供保障。在对上端面进行加工时，作为基准的下端面由于存在平面度误差，采用轴向压紧时压紧力加载会造成整个机匣零件产生变形。利用有限元分析软件模拟风扇机匣轴向压紧时的变形情况，为了简化模型需要在基准面圆周方向均匀分布4点,其中3个点设置为完全固定约束，另一点施加0.05mm的轴向位移量。
2.2优化风扇机匣车削工艺参数
2.2.1工艺参数对残余应力的影响
基于有限元分析软件，对不同切削参数下残余应力沿深度方向的分布进行了分析，切削深度对残余残余应力影响很小；对残余应力影响最大的为进给速度，其次为切削速度。为了控制残余匀化的分配原则，粗加工过后风扇机应力释放带来的加工变形，加工过匣外环的余量为1.2mm。在不同的切削采用相同的切削参数依次加工内外参数下，残余应力在距离加工表面型面，应力大小几乎接有相近的残余应力状态，减小残余应近零。精加工过程中应尽可能力释放产生的扭曲变形，保证切深大于0.3mm，综合考虑各个变形因素的刀切削应采用较小的进给速度，生成的风扇机匣外环加工精加工后表面残余应力大小和分布工艺路线。
2.2.2土艺参数对切削力的影响
工艺参数对切削力的影响，一般可以通过切削试验或者仿真试验得到,由于仿真试验易于实现且成本低廉，利用有限元分析软件，对车削加工材料进行仿真,通过回归分析，根据仿真试验结果，可以计算出切削力的经验公式。通过经验公式可知，切深是影响切削力大小的主要因素，其次为进给率，切削速度影响最小。通常可以通过减小切深和进给，提高切削速度获来控制加工中切削力大小，并保证加工效率。切削速度过大，会产生大量切削热,由于材料导热性能差且熔点不高，切削热过大会影响零件表面质量。
结语：薄壁结构属于造成数控变形问题的主要诱因，需要降低薄壁的圆跳动力度，并减小端面的平面度误差。机匣的数控变形控制需要应用在不同的加工环节，需要在有限元仿真分析的基础上，提出更加优质的机匣类零件数控加工变形控制方法，在加工实验的验证结果指导下，保障变形控制方案的合理性。结合有限元仿真研究工艺参数与切削力、残余应力之间的关系进行分析，通过对工艺参数的优化与完善，实现对机匣零件变形加工量的限制，并且还可以采取对称式的切削方法，分别对薄壁进行分批次加工，减小加工的变形量。在断面基准加工的过程中，还需要采取径向加紧的方法，减小加工失误问题的出现。
参考文献：
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