航空发动机典型零件机械加工研究
吉小岗1 罗鹏辉2
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吉小岗1 罗鹏辉2,. 航空发动机典型零件机械加工研究[J]. 中国航空航天科学,20252. DOI:10.12721/ccn.2025.157431.
摘要: 由于目前中国的航空领域正处于一种迅速起步的时期,所以越来越多的人注意到了航空发动机典型零部件机械加工事业的迅速发展,而在航空发动机典型零部件加工事业的发展进程中,航空发动机设备已经成为了航空行业必不可少的重点使用设备,并越来越被其加以重视。当前,我国已经在航空航天产业上做出了相当的成绩,航空发动机典型零部件加工技术已经成为了一个越来越成熟的加工技术手段,在航空发动机典型零件的机械加工得到领域广泛的应用,能够为航空发动机应用的现代化发展提供更加完善的体系帮助,本文就将相关课题进行具体的分析和讨论。
关键词: 典型零件;机械加工;航空发动机
DOI:10.12721/ccn.2025.157431
基金资助:

一、引言

我国的航空航天行业而不断的发展进步,航空航天行业的发展和进步也对航空航天行业的发展起到了一定的带动作用,国内外的航空发动机生产企业要想使得航空发动机的性能有所提高,航空发动机典型零件机械加工的市场有所扩大,使得企业的综合实力和综合竞争力有所增强,就应当在现代化发展过程中,加强发动机典型零件机械加工技术工艺在航空航天行业的应用,使航空发动机典型零件机械加工技术能够被广泛的应用,从而帮助航空航天行业更好的适应时代的发展,推动整个机械加工工作效率与质量的进步。

二、航空发动机技术概述

(一)航空发动机技术概述

一般发动机主要具有三种控制,分别是自动升温系统控制、发送机速度控制系统、以及航空发动机的停车机制控制。上述三种作用方式均可通过对机械油泵循环供油量的调节来完成,而机械油泵的循环供油量,则可以使用航空的电子油门控制器或是转动变速机拉马达来加以调节。在航空发动机的前进气阀控制器上,通常配有微电脑装置,来调速检测距离的变化情况,检测燃油控制盘的工作状态,并且控制设备开关的启动状态,同时还能够通过系统电脑对航空发动机高温数据进行温度检测,并通过得到的高温检测数据对喷油泵的循环及供油电流等进行相应调节,对航空发动机的调速器及电机等进行控制工作,来确保航空发动机可以在系统规定的流程中正常进行运作,甚至可以对航空发动机进行熄火操作[1]。

(二)自动升温控制

航空发动机在启动之后,航空发动机将由检测仪表盘中微电脑的温度传感器,进行不断的化学检测。当微电脑接到升温指令时,调速机马达便会被转动,使航空发电机的转速可以很快地提升至标准速度,同时令航空发电机的工作温度得以改善。当航空发动机的冷却水温度及转速低于标准数值时,监控仪表盘微电脑就会向航空发动机的微电脑发出升温信号。

(三)航空发动机转速

航空发动机的燃油控制盘对航空发动机运行的影响是较大的,燃油控制盘与航空发动机的电位器有一定相连的关系,能够有效的对航空发动机的转速进行把控。航空发动机的使用,也会对燃油控制盘的位置有所监视,当其位置发生变化时,航空发动机的电位器也会进行不同电压值的输出[2]。在航空发动机的实际运转情况中,要想使发动机轴转动的角度被精准的测量出,可以依据轴和齿轮互动所产生的电压输出,对电机轴转动的角度有所分析和确定,这也能对航空发动机油门拉杆位置的判断提供帮助,通过航空发动机齿轮与轴之间的互动,来带动电位器轴的运作。电压负荷情况下,供油拉杆的转向位置与航空发动机的转速存在一定的相互影响力,供油拉杆不同的转向位置,意味着航空发动机存在着的不同供油量,也即是说,航空发动机转速的多少是会被喷油泵循环供应量的多少来控制的。

(四)航空发动机停车控制

航空发动机油门控制阀利用相对装置中的变速器马达起到调节作用,并引导发动机,使喷油泵和供油牵引拉杆维持在适当的位置上,使航空引擎处于完全关闭的状态。在航空发动机装置的正常供油时,发动机油门控制器就可以有一段时间的延迟,这样主电路就可以被断开。除了这种情况,航空发动机的油门控制器还能够对航空发动机设备的运行的开关机制进行检测,如果航空发动机处于停机状态时,发动机的控制器会产生微弱电流,驱动发动机蓄电池组件内的继电功能,确保发动机油门控制器连接点的闭合与连接,为主电路的连通提供一定的帮助。

三、航空发动机典型零件机械加工技术分析

(一)叶轮组件的加工技术

当前,铸造加工、数控加工以及模具加工等工艺是叶轮组件常用的机械加工技术。其中,作为最传统的铸造加工技术,具备着成本低、加工周期短等优势,但其所加工出的叶轮组件呈现出粗糙的结构状态,常见气孔及砂眼等状况,对叶轮的动平衡质量无法提供高质的保障。模具加工工艺能够实现叶轮组件的标准化和批量化生产,但存在一定的局限性、固定性限制,所生产出的叶轮在型线和结构上都相对统一,教师用语单品类的叶轮组件生产。与铸造机工和模具加工相比,数控加工有着自动生产、动态相应、微机控制和多轴联动等优势,能够实现加工柔性与精度,提高生产效率,提供更优质的生产服务等技术目标,所以,在具体的生产实践中,相关的工作人员进行叶轮组件的加工,一般都会选用数控加工的技术工艺[3]。

而在应用数控加工技术条件下,为了使叶轮组件的生产质量与效率更高,最大程度减少道具的磨损程度,相关的工作人员应当要对叶轮组件的结构纹理进行明学的分析,制定并实施差异化的刀具切削方案,同时,还要在分析刀具轨迹和刀轴方向等科学规范的情况下,改变传统的叶轮结构纹理区分方式,使道具与航空发动机典型零件金属主体的接触大幅度的减少,从而有效的提高叶轮组件粗加工的效率。

(二)喷嘴组件的加工技术

在传统的喷嘴组件的加工生产过程中,外环与叶轮这两个喷嘴环构建的加工作业使相对独立而存在的,在所有构件制造完成后,需要相关的工作人员通过焊接等方式,将各组件组成一个完整的喷嘴环构件。这种加工工艺的落实过程中,很容易存在过焊、虚焊以及错焊等严重的问题,加大喷嘴环组装时组件接口的误差,至其存在受热变形等组件损伤的不良情况[4]。

为了让这种情况有所避免,相关的工作人员可以在专业技术的支持下,对喷嘴环组件结构进行改进,增设环形冠,加强对轮毂和外环的加固,让零件的所有叶片依次按照轮毂中心进行排列,在外环中有所固定,两个相邻叶片的背弧和内弧相互接连,形成一种闭环。随后,进一步展开对喷嘴环结构的综合加工。在这种加工环境下,焊接加工作业的参与近乎于无,能够大大规避传统加工工艺中过度变形和组装误差等问题。

(三)切削刀具的改良思路

航空发动机典型零件材料中钛合金的强度较高,具有较大的切割难度,因此会严重损伤零件机械加工机床上的切削刀具。根据众多学者提出的切削刀具设计理念,对切削刀具进行创新设计,改良其球头曲率,从而大大提升球头铣刀的尖部维度,增强刀具刀刃与钛合金材料的接触。从而大大提升航空发动机典型零件的加工效率[5]。

结束语:

综上所述,航空航天行业在我国处于一个快速发展的形势,而随着航空航天行业的不断发展,航空发动机典型零件机械加工技术在航空航天行业的价值还未完全的发挥出来,因此应当加强对航空发动机典型零件机械加工技术的研发,做好技术的借鉴、研发和管理工作,促进现代航空发动机典型零件机械加工技术工艺的可持续发展。

参考文献:

[1] 刘兴卓.航空发动机典型零部件数控加工技术研究[J].中文科技期刊数据库(引文版)工程技术, 2022(3):5.

[2] 刘家任,路 宽,胡朝阳,et al.航空发动机零部件精密制造技术研究[J].机械与电子控制工程, 2022.DOI:10.37155/2717-5197-0402-10.

[3] 杨杏梅,张益,宋文,等.航空发动机零件柔性制造系统技术应用研究[J].现代制造技术与装备, 2022, 58(10):174-177.

[4] 王辉,郑洋,吴动波.航空发动机叶片精密加工工艺及装备[J].金属加工:冷加工, 2023(10):1-9.

[5] 陈欢,归文强,孙浩堯,等.航空发动机核心部件技术研究概况与展望[J].中国设备工程, 2023(17):236-238.