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减少航空铝合金零件加工变形的途径

韩鹏 王晓伟 张展宁

中航西安飞机工业集团股份有限公司,陕西西安,710000

摘要: 我国经济的不断发展,也使得人们的生活水平日益提高,人们出行的方式也越来越多样,这同时也促进我国航空事业的发展。随着航空事业的深入扩大发展,航空铝合金零件作为在航空飞行当中的关键重要零件,在飞机的结构当中,为了减轻总体上的重量,工作人员会采用大量的铝合金材料的薄壁零件,并且铝合金经常用在航空发动机当中,它具有重量轻、耐腐蚀等特点,在现如今的飞机制造当中受到广泛的运用。铝合金材料的热膨胀系数会比较大,薄壁在加工的过程当中会很容易变形,这样就在一定程度上对后期的航空发电机装配以及航空发电机制造的质量带来极大的影响。情节严重的还能使得这些铝合金的零部件全部报废,造成严重的经济损失。本文主要对航空铝合金零件加工进行简要介绍,并且列举出一些能够减少航空铝合金零件加工变形的途径,希望能够为我国未来的航空发展提供一下基础。
关键词: 航空铝合金零件;零件加工;减少零件加工变形途径
DOI:10.12721/ccn.2023.157082
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引言:我国科学技术在不断的进步发展。同时也使得航空设备出现了很多的变化。以航空当中运用较多的铝合金材料为例子来进行简要介绍:它具有非常强的耐腐蚀性,并且它的导热导电特性很好,在现在的飞机发动机制造当中得到了广泛的运用。铝合金在完成加工制造之后,由于其内部残存的加工应力会得到释放,这样就使得加工后的铝合金零件容易产生比较大的变形,从而会对航空发电机的质量造成影响。正因为如此,我们应该需要在铝合金零部件的加工制造当中,通过合理的技术去对这些残存的应力进行处理,在最大程度上减少铝合金零部件变形的问题,让航空发动机能够稳定的运行,从而促进航空事业的发展

一、航空发动机铝合金材料变形的原因分析

航空发电机大多是使用铝合金材料进行组件制造,之后再将这些组件连接组合使用,。通过研究发现,铝合金零部件加工是属于薄壁加工。这种零部件最薄的能够以毫米计算。由于这些零部件比较的薄,工作人员在对零部件进行加工之后。零件本身所含的加工残余应力会得到一定程度的释放,从而会使得零部件有较大的变形,这就会使得零部件的质量受到影响。造成零部件在加工之后产生变形,主要有以下几个原因。

(一)铝合金毛坯材料当中的残余应力

首先提到的就是铝合金的毛坯材料,制造过程当中毛坯材料存在的残余应力。在铝合金的制造当中,由于各个部分受热不够均匀引起的热胀冷缩原理以及零部件体积的变化会使得这些毛坯材料内部有残存的应力,如果铝合金零部件制造的结构越来越复杂,那么。这些残存的应力对铝合金加工所产生的影响也越来越明显。最后就使得铝合金再加工过程当中产生变形。

(二)冷校直技术带来的应力

冷校直工艺是在航空铝合金材料制造当中常用的一种技术,在铝合金零部件的冷校直过程当中,校值的部分会受到比较大的压力,从而就会使得铝合金零部件产生一定的变形,当撤去校直的外力之后,铝合金的零部件就会不受到外力的影响。这些变形的应力就会在铝合金的零部件内部转化为残存的应力,从而就对铝合金材料本身带来影响。

(三)铝合金零部件加工当中产生的应力

当铝合金的零部件进行加工的时候,加工的设备和铝合金零部件的表面会接触,从而就会产生塑性变形的情况。这样在铝合金的表面就会产生比较大的残余应力,铝合金零部件在经过多次加工之后,这些残存的应力会在零部件加工完成之后持续对铝合金零部件产生力的作用,从而就会造成铝合金零部件的变形。

二、减少航空铝合金零件加工变形的途径

(一)降低铝合金毛坯材料的应力

减少航空铝合金材料变形,我们可以从以下几点来进行简单的介绍。首先是降低铝合金毛坯材料的应力。这就可以采用自然或者是人工的时效来对材料进行振动处理,这样能够一定程度上消除毛坯材料的应力。同时,在对铝合金材料进行加工之前。需要对这些材料进行检验,对于体型比较大的一些毛坯材料,由于它本身的体积大,所以加工之后变形的可能也会变大。如果将这些体型较大的毛坯材料,在加工之前就先裁掉多余的部分,缩小其他部分的余量,这样就能够在正式加工的时候减少一些工序。并且,在预先加工之后,将这些材料放置一段时间,也能够释放材料一部分的应力,在最大程度上减少材料的变形。

(二)改善刀具的切割能力

对铝合金材料进行切割的刀具也是非常的重要。正确的选择切割的道具能够有效的减少铝合金材料加工变形的情况。在选择刀具的时候,我们需要保持刀刃在强度的情况下,选择前角稍微大一点的。这样不仅能够磨出锋利的刀口,还能够减少切割的时候造成的变形情况,使得切割下来的废料能够有效的排出。同时,不要选择负前角刀具来进行切割。在选择后角的时候,要以材料切割的厚度为标准。当切割面积较多的时候,应该选择后角小一点的,当切割面积小一点的时候,就需要选择后角大一点的工具。这样能够减轻后刀与加工表面的摩擦,从而能够在一定程度上减小材料的变形。

三、结束语

航空发动机作为我国航空领域发展当中的一个关键的部件,起到非常重要的作用。铝合金零部件的加工本身是制造当中的一个难点,航空发动机当中的薄壁铝合金零部件加工难度就更大,为了有效地减少航空铝合金零部件加工变形的情况,我们通过改进铝合金零部件的加工工艺,以及在对零部件进行加工的时候,选择适合的刀具来减少铝合金零部件加工之后残存的应力。这样能够减少铝合金零部件产生的变形情况,促进我国航空事业的进一步发展。