航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型零件加工技術(shù)與刀具應(yīng)用分析

劉百玲

摘 要：提到了科技不可避免的，人們就會(huì)想到航天科技，而隨著航天科技的發(fā)展，航天制造業(yè)也隨之變得更加的繁榮，同時(shí)航天制造業(yè)也已經(jīng)成為了各個(gè)國(guó)家，互相之間衡量發(fā)展水平的重要因素，做為飛行器的主要的核心的部件，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展和加工技術(shù)也越來越成為航空業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力量，本文就航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型零件的加工技術(shù)和刀具的應(yīng)用進(jìn)行分析，就航空零件的加工工藝、刀具的磨損、以及材料進(jìn)行分析，希望對(duì)航空制造業(yè)的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：加工技術(shù)；刀具仿真；刀具設(shè)計(jì)；典型零件；航空發(fā)動(dòng)機(jī)

航空業(yè)作為現(xiàn)代各個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的要點(diǎn)，已經(jīng)越來越受到各個(gè)國(guó)家的重視，同時(shí)作為戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)，航空產(chǎn)業(yè)的實(shí)力不僅體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家國(guó)防的安全。也是一個(gè)國(guó)家整個(gè)工業(yè)發(fā)展程度的重要體現(xiàn)，而作為飛行器的重要的組成部分，航空發(fā)動(dòng)機(jī)其對(duì)于航空行業(yè)的重要程度也是可想而知的，同時(shí)我國(guó)的航天事業(yè)相對(duì)于很多的發(fā)達(dá)國(guó)家而言，起步已經(jīng)晚了很多，這就使得和很多發(fā)達(dá)國(guó)家的航空技術(shù)相比，中國(guó)的航空技術(shù)需要進(jìn)步的空間還是非常大的。

1 典型零件加工難點(diǎn)分析

1.1 泵殼體的結(jié)構(gòu)特性分析

泵殼的結(jié)構(gòu)主要是由外殼以及渦輪泵組成的，同時(shí)也結(jié)合了發(fā)動(dòng)機(jī)的供油系統(tǒng)，當(dāng)渦輪泵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過各個(gè)零件之間的組合，來達(dá)到讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作的目的。泵殼體也是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，泵殼體的整體結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，主要分為殼類、異型、復(fù)雜以及薄壁組成，采用全金屬加工合成，整個(gè)殼體的材料都是高溫合金，整個(gè)材料的硬度是非常高的，也非常難以加工，于此同時(shí)整個(gè)泵殼體對(duì)于其內(nèi)部的精確度要求還是非常高的，這也是由于課題的整個(gè)外部的接口的尺寸分廠的多。

1.2 整體葉輪材料及特性探討

對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)來講，其整體葉輪的設(shè)計(jì)也是非常重要的，同時(shí)現(xiàn)代的航空發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用新型的材料來制作氣的結(jié)構(gòu)部件，同時(shí)這種新型材料的出現(xiàn)，也使得發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比得到了明顯的提高，讓整體葉輪的整體葉榫槽、榫頭以及其鎖緊等裝置都得以省略，讓葉子和輪盤成為了一個(gè)實(shí)體的結(jié)構(gòu)，讓零件的整體的數(shù)量得到減少，讓整體葉輪的重量得到減輕，使得整體也輪得到精簡(jiǎn)，讓效率得到了提高，使得氣流的算是得以減少，這就使得現(xiàn)在這種材料得到了各個(gè)國(guó)家的廣泛的應(yīng)用。

1.3 典型零件噴嘴環(huán)的結(jié)構(gòu)特性分析

在整個(gè)上空發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)過程中，不可忽視的還有汽輪機(jī)的功能，汽輪機(jī)的原理主要是把爭(zhēng)氣的作用力轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而在這一過程中起著非常大的作用的零件就是噴嘴，而噴嘴整個(gè)設(shè)計(jì)的新結(jié)構(gòu)就是貧嘴環(huán)的設(shè)計(jì)，其的好壞直接影響著整個(gè)汽輪機(jī)燃燒的質(zhì)量，也對(duì)發(fā)電的效率產(chǎn)生非常大的影響，整個(gè)噴嘴組的整體的質(zhì)量直接影響到，對(duì)發(fā)電及能源的整體性的利用率，而噴嘴環(huán)的設(shè)計(jì)是其中非常重要的一個(gè)關(guān)鍵的因素。

2 典型零件成型加工技術(shù)探討

2.1 噴嘴環(huán)的加工技術(shù)分析

在噴嘴環(huán)的設(shè)計(jì)過程中也存在著很多的問題，像是由于焊接熱的原因產(chǎn)生變形、噴嘴環(huán)裝配的誤差等原因，這些都會(huì)導(dǎo)致其生產(chǎn)周期被拉長(zhǎng)、生產(chǎn)的效率被降低、生產(chǎn)的整個(gè)工序被繁雜化等。同時(shí)在噴嘴環(huán)的整個(gè)生產(chǎn)的過程中，為了提高生產(chǎn)的效率，對(duì)其進(jìn)行整體加工，避免在組裝過程中會(huì)出現(xiàn)的變形、焊接不實(shí)、開裂等情況，讓航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整體的質(zhì)量從根本上得到保證。

2.2 整體葉輪的加工技術(shù)分析

整體葉輪加工方法一般有鑄造加工、電火花加工、電解加工、仿形法。和多軸數(shù)控加工等方法。鑄造加工技術(shù)。充分利用材料、加工工時(shí)少、制造周期短并且成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但是鑄造出的葉輪一般會(huì)產(chǎn)生氣孔或者砂眼等內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷，不能保證較高的加工精度，導(dǎo)致葉片的動(dòng)平衡能力差。

2.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件復(fù)合加工技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件復(fù)合加工是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。其加工過程主要關(guān)注加工質(zhì)量和效率兩個(gè)方面，目前復(fù)合加工技術(shù)被解釋為兩種含義，一種復(fù)合加工是以不同能量或運(yùn)動(dòng)方式為基礎(chǔ)；另一種是以工序集中原則為準(zhǔn)、以機(jī)械加工工藝為主的復(fù)合，這是近些年數(shù)控加工領(lǐng)域發(fā)展較快的高效加工方式。在提高加工效率的前提下，也提高了加工精確度、加工表面質(zhì)量及加工工具損耗等心。

3 刀具切削特點(diǎn)及應(yīng)用分析

3.1 典型零件用難加工材料切削特點(diǎn)

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)的加工技術(shù)逐步向高速、高效的方向發(fā)展，而高性能的切削刀具是支撐和促進(jìn)切削加工技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵因素，也是使昂貴的數(shù)控機(jī)床效能得到充分發(fā)揮的基本前提之一。

3.2 刀具材料及結(jié)構(gòu)特性分析

常用的刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、超工硬刀具材料等。隨著航空制造業(yè)的發(fā)展，刀具的主要工材料正被硬質(zhì)合金所取代。超硬刀具材料的使用比工例也在不斷增加。涂層刀具由于具有很高硬度，因此工應(yīng)用也變得更加廣泛。不但要考慮刀具的材料，刀具工各個(gè)參數(shù)對(duì)加工也同樣起著重要的作用。刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新體現(xiàn)在刀具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、切削負(fù)荷的合理分布、工三維端斜槽形設(shè)計(jì)，帶前角的螺旋形刀刃銑削刀片工設(shè)計(jì)等各種新型可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.3 多軸高速切削中刀具的磨損探討

高速切削過程中的摩擦直接影響刀具磨損和破損，刀具使用壽命縮短，限制了高速切削技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用舊。并且造成加工時(shí)刀具剛性差，易折斷，讓刀具的磨損嚴(yán)重。

4 專用刀具的設(shè)計(jì)研究

4.1 多軸高速銑削常用刀具

針對(duì)是高速高精度的數(shù)控加工，因此對(duì)于刀具的選擇十分嚴(yán)格。在高速銑削數(shù)控加工過程中，刀具的選擇是一個(gè)非常重要的步驟，它將直接影響加工效率和零件的加工工藝。高速銑削加工整體葉輪曲面零件時(shí)，常采用球頭銑刀，具有較高的加工精確度。

4.2 多軸高速銑削專用刀具設(shè)計(jì)

隨著航空航天的工業(yè)的發(fā)展，球頭銑刀的應(yīng)用日益廣泛。球頭銑刀的刀刃曲線的設(shè)計(jì)和刃磨加工是刀具設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵，刀刃曲線的不同不僅是使刀具外觀發(fā)生變化，更重要的是在加工過程中它決定著工件表面的形狀（成形加工時(shí)），決定了刀具切削性能和加工質(zhì)量。

5 結(jié)束語

綜上所述，我國(guó)的航空航天技術(shù)以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件的生產(chǎn)上的技術(shù)，相對(duì)于世界先進(jìn)的發(fā)展水平來講還是落后很多，同時(shí)進(jìn)行航空零件生產(chǎn)的機(jī)床和機(jī)器，乃至于刀具很多都依賴于進(jìn)口，這就使得發(fā)動(dòng)機(jī)零件生產(chǎn)上的效率嚴(yán)重受到了制約，從根本上來講主要的原因還是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的刀具和機(jī)床，根本沒有辦法滿足現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件的生產(chǎn)需要的精密讀的要求，這種情況也造成了航空零件的生產(chǎn)的成本居高不下，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)上也非常不占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

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