電解加工在航空制造中的應(yīng)用及發(fā)展

何紀(jì)源

摘 要：現(xiàn)今，在我國經(jīng)濟(jì)水平逐步提升，科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的情況下，各項(xiàng)事業(yè)均獲得了空前的發(fā)展機(jī)遇。我國航空工業(yè)現(xiàn)今已經(jīng)取得了較大的成績。其中電解加工技術(shù)發(fā)揮了重大作用，亦凸顯了發(fā)展技術(shù)的重要性。為了對電解加工在航空制造中的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行深入分析。文章從多個方面，包括孔型加工、環(huán)件消磨、銑削加工、整體葉盤、葉片型面等多方面入手，對電解加工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對電解加工技術(shù)在航空制造中的發(fā)展做出了展望。

關(guān)鍵詞：電解加工技術(shù)；航空制造；技術(shù)產(chǎn)業(yè)

前言

電解加工技術(shù)是對傳統(tǒng)切削加工技術(shù)的創(chuàng)新，亦是現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的新型產(chǎn)物。電解加工技術(shù)能夠直接對電能、電化學(xué)能進(jìn)行利用，進(jìn)而對工件進(jìn)行科學(xué)的加工，與傳統(tǒng)切削加工技術(shù)之間存在著比較大的差異。同時，電解加工技術(shù)不僅在加工的過程中不需要依靠機(jī)械能，僅需要對其他能量進(jìn)行直接或者符合的利用。在加工過程中使用的材料能夠達(dá)到“以柔克剛”的目的?，F(xiàn)今，電解加工技術(shù)已經(jīng)被航空制造所廣泛應(yīng)用。文章的相關(guān)研究成果，將能夠更加直觀的了解其應(yīng)用現(xiàn)狀，以及未來的發(fā)展趨勢。

1 電解加工技術(shù)在航空制造中的應(yīng)用

1.1 小孔與異形孔加工

航空制造當(dāng)中存在著諸多比較復(fù)雜的零部件，例如發(fā)動機(jī)渦輪葉片、火焰筒零部件等。該類型部件上均存在著大量的氣膜孔。由于氣膜孔的數(shù)量比較多，孔眼比較小，空間位置十分復(fù)雜，對質(zhì)量和精度要求比較高。一般采用傳統(tǒng)的切削加工技術(shù)并不能夠完全滿足需求。為此，采用電解加工技術(shù)，利用多軸數(shù)控電火花進(jìn)行高速打孔，能夠保證打孔的質(zhì)量，且能夠保證一定的打孔效率。但是，采用電火花進(jìn)行高速打孔時，加工中所出現(xiàn)的工藝參數(shù)對重熔層的厚度會產(chǎn)生一定影響。尤其單個脈沖能量更會對重熔層產(chǎn)生巨大影響。為此，在采用該技術(shù)進(jìn)行小孔與異形孔加工時，必須重視對單個脈沖能量進(jìn)行控制。

1.2 蜂窩密封環(huán)件電火花磨削加工

航空制造中，發(fā)動機(jī)上回使用到蜂窩密封環(huán)件，一般是由厚度僅為0.05mm的高溫合金薄片制作而成。由于該薄片的厚度比較薄，加工過程中需要十分注意對其完整性、功能性的保障。但是，采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)并不能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)募庸?，時常出現(xiàn)薄片破損的現(xiàn)象，不僅影響了加工的進(jìn)度，更加難以保證加工質(zhì)量。為此，在電解加工技術(shù)發(fā)展以后，航空制造逐漸采用了電火花磨削加工技術(shù)，對該類型的零件進(jìn)行加工。技工過程中，該電火花磨削加工技術(shù)能夠具有更高的精度，使薄片表面的粗造值保證在6.3？滋m左右[1]。但是，該技術(shù)雖然解決了傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)難以進(jìn)行加工的難題，其加工效率卻仍舊無法得到有效的提高。

1.3 高效放電銑削加工

我國經(jīng)過長期對電解加工技術(shù)的研究，創(chuàng)造了高效的放電銑削加工技術(shù)，具有一定自主知識產(chǎn)權(quán)。高效放電銑削加工技術(shù)，能夠利用十分便利且簡單的空心銅管，將其作為連通電流的電極，進(jìn)而對航空制造當(dāng)中比較難以掌握的加工材料進(jìn)行科學(xué)的加工。在加工效率方面一般可以達(dá)到2000mm3/min以上[2]。當(dāng)前，高效放電銑削加工技術(shù)已經(jīng)在航空制造中的機(jī)匣型面加工以及真題葉盤開槽加工等方面得到了廣泛的應(yīng)用，有效降低了加工成本。

1.4 整體葉盤電解加工

航空制造中的重點(diǎn)為發(fā)動機(jī)制造，整體葉盤是航空發(fā)動機(jī)當(dāng)中十分重要的部件之一。一般情況下，采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)很難進(jìn)行整體葉盤的制造。自電解加工技術(shù)發(fā)展以后，整體葉盤的制造便獲得了一定的發(fā)展。電解加工技術(shù)在該方面較傳統(tǒng)的銑削加工技術(shù)優(yōu)良，具有成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn)。即使在批量生產(chǎn)加工整體葉盤的工作中，亦能夠保證加工質(zhì)量優(yōu)秀、制造效率較高。我國自上世紀(jì)八十年代便已經(jīng)開始對整體葉盤的電解加工技術(shù)進(jìn)行研究。但是當(dāng)時受到了數(shù)控技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的制約，一定時期內(nèi)并未獲得良好的工程化應(yīng)用。后我國南航采用該技術(shù)進(jìn)行整體葉盤加工，取得了比較良好的成果，使得該技術(shù)獲得了廣泛的認(rèn)可。

1.5 葉片型面電解加工

葉片型面電解加工技術(shù)在國內(nèi)外航空制造中均占有比較重要的地位。我國對葉片型面電解加工技術(shù)的應(yīng)用時間比較早。例如，在上世紀(jì)六十年代，我國比較重視發(fā)展航空工業(yè)，在該時期已經(jīng)能夠采用葉片型面電解加工技術(shù)進(jìn)行發(fā)動機(jī)葉片的生產(chǎn)。后經(jīng)過不斷的研究與發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)逐漸完善與發(fā)展?，F(xiàn)今，葉片型面電解加工技術(shù)已經(jīng)具有較高的加工效率，在航空制造中，尤其適用于弱剛性薄葉片的加工環(huán)節(jié)。但是，在一定程度上，該電解加工技術(shù)的精度會受到設(shè)備影響。尤其國內(nèi)的葉片型面電解加工精度不高，采用該技術(shù)進(jìn)行加工后，亦需要進(jìn)利用機(jī)械進(jìn)行再次的精加工。

2 電解加工技術(shù)在航空制造中的發(fā)展

2.1 電解加工新技術(shù)發(fā)展

現(xiàn)今，我國的電解加工技術(shù)中，電火花加工技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)零件粗加工向精加工的逐步轉(zhuǎn)變。且能夠?qū)Ρ容^緊密的加工設(shè)備進(jìn)行良好的應(yīng)用。雖然該項(xiàng)技術(shù)能夠降低成本，提高效率。但是未來仍舊需要不斷的發(fā)展新技術(shù)。例如，發(fā)展脈沖放電表面處理技術(shù)。國外航空制造現(xiàn)今已經(jīng)能夠廣泛的使用該技術(shù)，通過脈沖放電有效的將電極材料深入到零部件當(dāng)中，提高零部件的使用壽命[3]。同時，亦需要發(fā)展復(fù)合加工工藝技術(shù)。借鑒國外在該方面的經(jīng)驗(yàn)，將多種技術(shù)進(jìn)行恰當(dāng)融合，即提高效率，又保障質(zhì)量。

2.2 電射流加工技術(shù)發(fā)展

電射流加工技術(shù)即是電液束加工技術(shù)。該技術(shù)主要采用玻璃管作為電極，利用其中的酸性溶液，在高壓的情況下通過輸液泵將溶液導(dǎo)入到到點(diǎn)的密封頭內(nèi)，進(jìn)而使其進(jìn)入到空芯的陰極當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)陰極液束流的持續(xù)流動，進(jìn)而對陽極的工件進(jìn)行加工。一般情況下，電射流加工技術(shù)比較實(shí)用與微小孔的加工，其深徑的比例能夠達(dá)到50：1，并且能夠提高航空發(fā)動機(jī)的性能[4]。但是，發(fā)展該技術(shù)的過程中必須注意玻璃管電極比較易碎這一特征。

2.3 整體葉盤電解加工技術(shù)發(fā)展

整體葉盤電解加工技術(shù)被稱為二十一世紀(jì)中比較先進(jìn)的制造技術(shù)。國外對該技術(shù)的研究比較早，并且通過不斷的研究取得了一定的研究成果。國外航空制造當(dāng)中，利用該技術(shù)進(jìn)行整體葉盤的加工，發(fā)現(xiàn)加工時間較原始的數(shù)控銑削加工技術(shù)減少了近85%。并且有效的避免了機(jī)械加工當(dāng)中出現(xiàn)的變形、殘余應(yīng)力等現(xiàn)象。此外，整體葉盤電解加工技術(shù)根據(jù)制造圖樣要求，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、高效率的加工，將廣泛被應(yīng)用于生產(chǎn)加工當(dāng)中。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國航空制造若想獲得快速的發(fā)展，不斷提升實(shí)力，必須重視對電解加工技術(shù)的應(yīng)用。通過多項(xiàng)電解加工技術(shù)的應(yīng)用，逐步提高加工質(zhì)量，降低加工成本，最終為我國的航空制造行業(yè)提供全新的技術(shù)動力，促使我國航空事業(yè)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。在此基礎(chǔ)上，逐步縮短與發(fā)達(dá)國家之間的距離，為我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]何金梅，鄭榜偉，關(guān)明強(qiáng).特種加工技術(shù)及其在我國航空發(fā)動機(jī)制造中的應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2015，11（15）：77-79.

[2]于冰.電加工技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用[J].金屬加工（冷加工），2013，6（22）：19-21.

[3]馮建偉，牟宗平.特種加工技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)制造中的應(yīng)用[J].金屬加工（冷加工），2013，8（22）：16-18.

[4]張海艷，張連鋒.航空發(fā)動機(jī)整體葉盤制造技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概述[J].航空制造技術(shù)，2013，5（Z2）：38-41.