中航工業(yè)常州蘭翔機械有限公司 馮建偉 牟宗平

在新一代飛機的研制保障項目和批量生產(chǎn)過程中，為了縮短國內(nèi)特種加工技術和國外先進水平的差距，保障自主研發(fā)，國家對特種加工設備、儀器儀表的采購、重要設施的建設以及人才培養(yǎng)等方面都給予大力支持及投入大量的經(jīng)費，這也充分表明先進的加工技術對航空發(fā)動機發(fā)展的重要性。下面結合實例，淺談幾種特種加工技術在我廠的應用。

1.葉片榫齒加工

葉片是航空發(fā)動機最常見的零件，也是非常重要的零件，不論是旋轉的還是靜止的葉片，尺寸要求都非常高，我廠有一種渦輪盤GH93葉片，安裝部位為榫齒結構，榫齒要求形位公差很高，此零件也是關重件，以往采用改造過的進口銑床銑加工，如圖1所示，利用定制的專用成形銑刀分別進行粗、精銑加工，并有嚴格的工藝控制，雖然這種辦法能滿足尺寸要求，但受高合金材料、切削線速度、刀具磨損等因素限制，長期以來工作效率一直不高。

圖1

近年來，隨著葉片批量生產(chǎn)的需要，我廠針對此類型產(chǎn)品引進了特種加工設備——蠕動磨床，以磨代銑，蠕動磨是砂輪可以一次通過工件將成形形狀磨削至全深的一種特種工藝，具有將毛坯工件一次加工成形的特點，可以合并粗、精銑工序一次對毛坯進行磨削，分擔了其他機床銑削的負荷，同時，砂輪可以根據(jù)工件形狀隨時打磨、修整、更換，工作效率大大的提高。

2.蜂窩組件特種復合加工

現(xiàn)代航空發(fā)動機渦輪部件的旋轉件和靜止件之間常常采用氣流封嚴結構，以減少氣流損失，提高發(fā)動機功率，老一代的發(fā)動機多采用封嚴閉齒結構，但隨著我國航空發(fā)動機制造工藝技術的不斷提高，金屬蜂窩真空釬焊件在新開發(fā)研制的機型中被大量采用，如圖2所示，蜂窩片間點焊牢固可靠，其結構及加工本身就是一項特種加工技術，這項技術國內(nèi)只有北京為數(shù)不多的幾個廠、所才能生產(chǎn)，航空發(fā)動機蜂窩材質通常為耐高溫合金，與之相配的蜂窩外環(huán)也為耐高溫合金，組件采用真空釬焊連接而成，真空釬焊是另一種先進的焊接工藝，例如，我廠試制的某型號燃氣輪機采用了多種蜂窩封嚴組件結構，如圖3所示。

圖2

圖3

蜂窩材料為GH536，蜂窩外環(huán)材料為GH625，粘帶釬料為BNi82CrSiB（BNi2），針對蜂窩材料薄、孔洞多且均勻密集分布，受熱易變形的結構特點，釬焊前將釬料薄片均勻填充打磨清理過的蜂窩與蜂窩外環(huán)之間，用儲能點焊將蜂窩材料固定在外環(huán)上用以定位，不涂釬劑，焊接時，釬料在母材間擴散，依靠毛細管的吸附作用分布到蜂窩外徑的緊密配合面上，將工件連接。

焊接完成后的蜂窩組件內(nèi)徑109mm留有余量，通常單面2～3mm，用于組合加工，此時又出現(xiàn)另一種特種加工技術——電解磨，電解磨是電解作用與機械磨削相結合的一種特種加工，磨削時，導電磨輪與蜂窩兩者之間保持一定的磨削壓力，凸出于磨輪表面的非導電性磨料使工件表面與磨輪導電基體之間形成一定的電解間隙，由于浸在電解液中，在直流電的作用下，蜂窩表面金屬由于電解作用生成離子化合物和陽極膜。這些電解產(chǎn)物不斷地被旋轉的磨輪所刮除，使新的金屬表面露出，繼續(xù)產(chǎn)生電解作用，蜂窩材料遂不斷地被去除，從而達到磨削的目的，最后采用超聲波清洗方式去除蜂窩孔洞內(nèi)殘留的電解廢物、雜質等。

3.屏蔽金屬軟管火焰釬焊

圖4

（1）金屬軟管在火焰釬焊前先整體加熱處理，溫度沒有嚴格要求，約為300℃左右，目的是釬焊時軟管基體與待焊接處溫差變小，有利于焊接質量。

（2）釬劑兌水加熱熔化并攪勻。

（3）調節(jié)好氧氣及乙炔流量，用輕微碳化焰的外焰加熱屏蔽軟管一端，焰芯距焊件表面20mm左右。

（4）待屏蔽軟管加熱到釬料接近熔化的溫度時，用金屬刷將熔劑涂于焊接30mm左右位置處，并用外焰繼續(xù)加熱。

（5）同時立即將帶片狀釬料與被加熱到高溫的金屬軟管接觸熔化，使其熔化滲入金屬絲的間隙中，慢慢旋轉軟管，防止釬料堆積一處，當釬料漸漸流入間隙后，調節(jié)火焰焰芯與工件距離，加大到35～40mm繼續(xù)旋轉加熱，使其金屬基體與釬料之間能相互均勻溶解，同時應適當控制加熱持續(xù)的時間。

（6）將軟管放置在銅板上自然冷卻，禁止裸手接觸，以防燙傷，用上述辦法繼續(xù)焊接金屬軟管另一端。

（7）焊后及時用清水煮零件15～20min，去除零件殘留的熔劑和熔渣，晾干。

最后，采用常規(guī)焊接手段，按要求將管接頭與金屬軟件氬弧焊焊接即可，效果如圖6所示。

圖5

圖6

除上述三種加工案例之外，我廠還有很多的特種加工案例，由于篇幅的原因在此就不一一列舉。

4.結語

先進特種加工技術作為確保航空發(fā)動機結構完整性是不可缺少的手段，其研究、開發(fā)與應用直接關系到航空發(fā)動機的質量、壽命和可靠性，相信隨著對特種加工技術的不斷深入及掌握，再高深莫測的事物都會變得簡單，就像當初的線切割技術發(fā)展一樣，到時特種加工技術也不再稀奇，作為普通的加工技術廣泛地應用在加工行業(yè)的各個角落。