減少航空發(fā)動(dòng)機(jī)鋁合金零部件加工變形的措施

周成

摘 要：隨著全球經(jīng)濟(jì)的增長，檢驗(yàn)各國綜合水平的標(biāo)桿已經(jīng)不僅僅局限于各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，還有國家科學(xué)技術(shù)能力的介入，航空航天技術(shù)就是其中一項(xiàng)，在航空航天技術(shù)中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)占了絕對(duì)的地位。航空發(fā)動(dòng)機(jī)是技術(shù)人員的智慧結(jié)晶，它在航空航天技術(shù)中發(fā)揮著不可言喻的重要作用，如果沒有航空發(fā)動(dòng)機(jī)，那再多的航空零件都于事無補(bǔ)。但在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的建造過程中會(huì)遇到許多困難，例如，一些鋁合金零部件容易變形，會(huì)造成航空發(fā)動(dòng)機(jī)建造的不完美，進(jìn)而影響到飛機(jī)的正常運(yùn)行，所以要采取措施去防范這些事情的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī) 鋁合金零部件 加工變形 措施

中圖分類號(hào)：TH86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（b）-0103-02

對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的應(yīng)用來講，鋁合金與其他金屬相比會(huì)有許多優(yōu)秀特質(zhì)。鋁合金的密度比較小，所以比較輕，對(duì)于航空飛行來說是比較實(shí)用的。而且鋁合金的強(qiáng)度較高，導(dǎo)電導(dǎo)熱性較好僅次于銀、金、銅，然而前兩種的價(jià)格比較高不經(jīng)濟(jì)適用，而鋁合金的市場(chǎng)價(jià)格要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于它們。不僅如此，鋁合金的耐腐蝕性也很好。遇到一些惡劣天氣，機(jī)身不易受遭到腐蝕。但是鋁合金也有些許的缺點(diǎn)，就是在其加工過程中會(huì)受到力的作用而導(dǎo)致變形。例如鋁合金零部件會(huì)受到一些力的影響而發(fā)生變形，從而使鋁合金零部件的加工精良度受到影響，這會(huì)給人們的使用過程造成一定的不便。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)鋁合金零部件加工變形的原因有許多，據(jù)一些文章表明，有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的中壓壓氣機(jī)采用的是由鋁合金打造的半護(hù)罩組件而且是用箍環(huán)組合連接而成。在建造過程中，對(duì)鋁合金進(jìn)行熱處理使其硬度在一個(gè)范圍內(nèi)。鋁合金零部件的加工屬于薄壁加工，因?yàn)榱悴考容^薄，所以在加工零部件的過程中，會(huì)有一些加工殘余應(yīng)力對(duì)鋁合金零部件做功進(jìn)而造成零部件變形，進(jìn)而使零件的質(zhì)量降低。這些殘余應(yīng)力會(huì)在以下過程中出現(xiàn)。

1 鋁合金毛坯料制造過程中積存的殘余應(yīng)力

在鋁合金零部件的加工過程中，如果加工工藝不夠精益，也許會(huì)導(dǎo)致鋁合金金屬受力不均，加上金屬的熱脹冷縮更加使得合金在加工過程中受熱不均勻，而且金屬被加工成合金的過程中也會(huì)有不足之處，因?yàn)橐唁X合金加工成很薄的零件，所以在體積壓縮過程中難免會(huì)造成結(jié)構(gòu)不均勻，一 些力會(huì)積存在鋁合金零部件中，進(jìn)而在之后的過程中對(duì)鋁合金零部件做功，最終導(dǎo)致鋁合金零部件變形，進(jìn)而在使用過程中會(huì)遇到諸多不便，甚至?xí)沟煤娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)受到影響，進(jìn)而影響到航空領(lǐng)域的發(fā)展。

2 鋁合金零部件冷校直過程中殘余應(yīng)力對(duì)鋁合金零部件做功

鋁合金被加工成航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件需要不斷鍛造，其中就有對(duì)其進(jìn)行冷校直，因?yàn)檫@些鋁合金是應(yīng)用到航空領(lǐng)域上的，所以對(duì)精確度的要求很高，所以在冷校直過程中，該金屬會(huì)受到很大的壓力，也許會(huì)因?yàn)榻饘俚臒崦浝淇s進(jìn)而使鋁合金受力不均勻，所以為了讓鋁合金零部件的質(zhì)量有所提高，需要有過硬的技術(shù)，所以，這對(duì)技術(shù)人員的技術(shù)有很高的要求，當(dāng)然也需要他們一絲不茍嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度，然后對(duì)鋁合金進(jìn)行加工，盡量使其受力均勻。然而，在冷校直過程中，會(huì)有殘余應(yīng)力對(duì)鋁合金金屬做功，使得鋁合金零部件在加工過程中變形。因此，要采取一些措施去防止該殘余應(yīng)力對(duì)鋁合金零部件做功，保證鋁合金零部件的質(zhì)量。

3 鋁合金零部件在切削等機(jī)械加工過程中殘余應(yīng)力對(duì)其做功

鋁合金在被加工成零部件的過程中，會(huì)有切削過程對(duì)其進(jìn)行加工，在這個(gè)過程中，刀具與合金接觸的那一面會(huì)使合金金屬發(fā)生變形，進(jìn)而在鋁合金金屬表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力。這些積余的殘余應(yīng)力會(huì)在已經(jīng)加工完成后的零部件產(chǎn)生力的作用，進(jìn)而使鋁合金零部件產(chǎn)生變形，使得航空領(lǐng)域遇到一系列麻煩。

以上筆者主要分析了航空發(fā)動(dòng)機(jī)鋁合金零部件發(fā)生變形的原因，這里要針對(duì)這些原因，采取相應(yīng)措施進(jìn)而找到解決方法。在鍛造過程中，就是因?yàn)檫@些內(nèi)部積余的殘余應(yīng)力，在最后的過程中對(duì)鋁合金零部件進(jìn)行做功，使鋁合金零部件變形，導(dǎo)致不合格，影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。針對(duì)這樣的現(xiàn)象，工作人員對(duì)其進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)在鋁合金零部件的鍛造步驟中，切削過程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力是相對(duì)較小的，而且這些殘余應(yīng)力會(huì)在后續(xù)過程中對(duì)鋁合金零部件進(jìn)行做功，既然無法把這些力消除，也可以采取措施在最大程度上降低其對(duì)鋁合金零部件的危害。例如，人們可以把這些過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力釋放出來。

經(jīng)過上面的內(nèi)容大家知道了在鋁合金零部件的鍛造步驟中，熱鍛過程會(huì)產(chǎn)生比較多的殘余應(yīng)力。人們最終的目的是為了讓鋁合金零部件不變形，不影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以不論用什么樣的方法只要不影響最終結(jié)果就好。最簡單的方法就是深入了解鍛造過程的各個(gè)步驟，進(jìn)而再一步一步分解，盡量消除這些步驟中存在的隱患。最終大家認(rèn)為略微調(diào)整一下運(yùn)行順序會(huì)達(dá)到想要的結(jié)果。其實(shí)就是把熱鍛過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力釋放出去后再對(duì)鋁合金零部件進(jìn)行精加工（就是把鋁合金零部件先切成兩個(gè)半環(huán)再對(duì)其進(jìn)行加工），這就相當(dāng)于所謂的工藝優(yōu)化。

工藝優(yōu)化適用于任何一個(gè)步驟。為應(yīng)對(duì)鋁合金零部件內(nèi)部殘余的力對(duì)其做功，工作人員將對(duì)鋁合金零部件的精加工全都放在了把零部件切斷步驟的后面，因?yàn)樵谀承┏潭壬希X合金零部件被切斷后，殘余應(yīng)力會(huì)得到很大的釋放，會(huì)對(duì)該零部件做一些功，但因?yàn)橹筮€有精加工過程，所以不必過于擔(dān)心該零部件會(huì)變形，會(huì)提高鋁合金零部件的質(zhì)量。

提高鋁合金零部件質(zhì)量的方法不僅這一個(gè)，還可以改變?cè)摿悴考难b夾方式。以前，鋁合金零部件的裝夾方式是對(duì)對(duì)鋁合金零部件的大端面進(jìn)行支撐，把小端面用夾板緊緊壓住，這個(gè)方法是很簡單方便，但是，如果掌握不好會(huì)影響其受力，導(dǎo)致受力不均，影響其質(zhì)量。所以技術(shù)人員有研究了一套新的裝夾方式，就是采用內(nèi)孔基準(zhǔn)和定位銷相組合的方式對(duì)鋁合金零部件進(jìn)行裝夾定位。這樣被改進(jìn)的裝夾方式被應(yīng)用到實(shí)際生活中，這樣鋁合金零部件的幾個(gè)自由度全都被固定起來，被限制住，有其確定的唯一位置，實(shí)現(xiàn)了鋁合金零部件的完全定位，在一定程度上減少鋁合金零部件的變形。

在鋁合金零部件的毛坯料的鍛造過程中容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，為了消除這些，人們選擇把這個(gè)階段產(chǎn)生的殘余應(yīng)力釋放出去，而且該釋放過程與上面有一個(gè)過程是相似的，都是略微的調(diào)整一下鋁合金零部件的加工工序。在加工過程中，先對(duì)鋁合金零部件進(jìn)行粗加工，然后去完成鋁合金零部件的切斷過程，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行精度加工，把該零部件內(nèi)部積存的力釋放出去，這樣可以很巧妙的避免殘余應(yīng)力對(duì)鋁合金零部件做功，從而使得鋁合金零部件的質(zhì)量有所提高。

4 結(jié)語

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)鋁合金零部件的鍛造過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些形形色色的問題，會(huì)影響到鋁合金零部件的最后質(zhì)量，例如，在現(xiàn)實(shí)生活中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鋁合金零部件出現(xiàn)變形問題。因?yàn)殇X合金較其他金屬來說具有許多特質(zhì)，都是可以用于航空航天領(lǐng)域的，因?yàn)檫@個(gè)領(lǐng)域所涉及的全方面利益，航空領(lǐng)域的科技含量還代表著一個(gè)國家的科技技術(shù)水平，所以，它不容有任何閃失，它所涉及到的方方面面都要接近于完美。鑒于航空發(fā)動(dòng)機(jī)有用到鋁合金零部件，就應(yīng)該保證其質(zhì)量，防止其變形，以免影響到飛機(jī)的質(zhì)量。

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