翟瑩瑩++潘磊

摘 要：在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中小零件加工中，采用先進(jìn)可控的數(shù)控車(chē)削技術(shù)，有利于提升零件的加工質(zhì)量，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。使用復(fù)雜零件的超精密加工發(fā)發(fā)，對(duì)小零件進(jìn)行成型加工，使用小工具CCOS技術(shù)完成零件的切削和磨削，技術(shù)人員應(yīng)該在數(shù)字化工業(yè)設(shè)計(jì)中做好工藝設(shè)計(jì)層、工藝工控層和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化層的輔助性工作，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)零件的加工要求。本文從航空發(fā)動(dòng)機(jī)中小零件數(shù)控車(chē)削加工特點(diǎn)進(jìn)行討論，提出幾點(diǎn)有利于小零件數(shù)控車(chē)削加工效率加強(qiáng)的可行性建議。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；小零件；數(shù)控車(chē)削；高效加工

中圖分類號(hào)：TG519 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件高效加工技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)分析

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中小零件數(shù)控加工活動(dòng)中，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)數(shù)字化工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，建設(shè)高效的零件數(shù)控車(chē)削加工架構(gòu)模式。在發(fā)動(dòng)機(jī)小零件設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層研發(fā)過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)真采集零件的三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，建立仿真三維模型，根據(jù)三維工藝數(shù)據(jù)的注釋確定數(shù)控車(chē)削的具體參數(shù)。在小零件的數(shù)控車(chē)削設(shè)計(jì)層中，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)工藝模型的幾何信息進(jìn)行分析，建立高效的加工工藝方案。根據(jù)主工藝模型的幾何特征和尺寸關(guān)聯(lián)的信息選擇利于高效加工的合適尺寸。根據(jù)主工藝模型安裝切割精準(zhǔn)度更高的智能刀片，在零件的余量規(guī)劃設(shè)計(jì)中，技術(shù)人員應(yīng)該做好余量輪廓與關(guān)聯(lián)參數(shù)的采集和分析工作。航空發(fā)動(dòng)機(jī)中小零件數(shù)控車(chē)削一種常見(jiàn)的加工方案是ELID-V磨削方法。它采用金剛石磨粒作為反應(yīng)床，將工件墊襯到工件氧化層上部，金剛石磨粒采用電動(dòng)機(jī)控制進(jìn)給速度的方式完成加工操作。采用冷卻液水電解的方式，生成氫氧根離子為復(fù)雜形狀的小零件進(jìn)行精準(zhǔn)性較強(qiáng)的定位加工處理。

二、航空發(fā)動(dòng)機(jī)中小零件數(shù)控車(chē)削的高效加工技術(shù)應(yīng)用探討

（一）針對(duì)不同材料類型選擇合適刀具。為了滿足小零件高效加工的技術(shù)需要，加工人員可以繪制零件加工的余量圖，并且采用VAVE工具生成檢驗(yàn)工序的模型，采用回轉(zhuǎn)修剪的方法，生成小零件車(chē)銑切削的工序模型，完成小零件超精密加工成形操作。根據(jù)不同硬度和大小的零件，選擇不同的切削刀具，能夠提升小零件的加工效率。采用鎢鈷類硬質(zhì)合金材料的刀具，其刀具的磨損程度比較低，售價(jià)也比較低，有利于控制生產(chǎn)成本，可以用它對(duì)硬度較高的棒材零件進(jìn)行加工。鎢鈷類硬質(zhì)合金車(chē)削刀具的密度為14.3g/cm?～15.3g/cm?，它的硬度最高能夠達(dá)到91.5HRA，最低為89HRA，彈性模量為610-640GPA，抗彎強(qiáng)度為1.08-2.16GPA，此種切削刀具的斷裂韌度為10MPa/㎡～15MPa/㎡，其導(dǎo)熱系數(shù)為75.4-87.9W/M-K，耐熱性為800℃。切削速度比值為3.2-4.8。如果想要選用耐熱性更高的切削刀具，可以選擇耐熱性為900℃的鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，或者耐熱性更好但是切削速度不可調(diào)的CBN立方碳化硼材質(zhì)的刀具。此種材料的刀具耐熱性為1400℃～1500℃之間。

（二）特殊零件高速定位加工技術(shù)應(yīng)用分析。在回轉(zhuǎn)體類發(fā)動(dòng)機(jī)小零件數(shù)控車(chē)削加工活動(dòng)中，技術(shù)人員應(yīng)該做好工藝分析工作。根據(jù)具體參數(shù)設(shè)計(jì)出仿真程度較高的毛坯模型，并且以此來(lái)確定車(chē)削加工的工序規(guī)劃和余量分配計(jì)劃。有些特殊形狀的小零件需要使用高速定位精密加工技術(shù)，可以采用PCD聚晶金剛石材料刀具進(jìn)行加工，它的切削速度比值為10-25，并且導(dǎo)熱系數(shù)非常高，最高可達(dá)210W/M-K，能夠滿足長(zhǎng)時(shí)間高速度大功率的零件加工需要。但是這種聚晶金剛石材料的價(jià)格相當(dāng)高昂，大量裝備與數(shù)控機(jī)床流水線將會(huì)增加生產(chǎn)成本。使用工藝數(shù)據(jù)信息編輯器進(jìn)行特征交互提取處理，將采集來(lái)的小零件數(shù)據(jù)特征轉(zhuǎn)換成利于刀具選擇和設(shè)計(jì)的參數(shù)，根據(jù)具體的工藝模板選擇合適的放大器。使用制造依據(jù)提取工具進(jìn)行小零件工藝信息編輯和輸入，最后形成數(shù)控機(jī)床三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)加工工藝本體。使用車(chē)削放錯(cuò)程序，確定好坐標(biāo)軸圓點(diǎn)與零件和夾具的關(guān)系，提升工藝本體加工的質(zhì)量。根據(jù)工藝本體中G54Z向高度確定夾具的高度，然后對(duì)零件的基準(zhǔn)面高度進(jìn)行調(diào)整。

（三）建立數(shù)字化協(xié)同工藝管控車(chē)削加工模式。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中小零件數(shù)控車(chē)削高效加工活動(dòng)中，技術(shù)人員應(yīng)該做好數(shù)字化協(xié)同工藝管控工作。在小零件加工的過(guò)程中，應(yīng)該面向需求的矢量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行刀具切削角度的調(diào)整，并且基于前期數(shù)控車(chē)削的參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行刀具和刀架位置的自動(dòng)校核。在零件數(shù)控車(chē)削加工活動(dòng)中，還應(yīng)該做好工藝輔助創(chuàng)建工作，定期對(duì)數(shù)控機(jī)床中三維參數(shù)的變化情況進(jìn)行采集，并且使用工藝數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理方法，對(duì)數(shù)控機(jī)床的工藝執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核。對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中小零件進(jìn)行高效切削加工，技術(shù)人員應(yīng)該選擇合適的材料生產(chǎn)小零件中常見(jiàn)的承力螺栓、螺母接頭等緊固材料。在車(chē)削加工中，選擇AISI422型號(hào)的不銹鋼或者530A40型號(hào)的結(jié)構(gòu)鋼完成車(chē)削作業(yè)。AISI422型號(hào)的不銹鋼適用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部潮濕條件下工作的承力件，用于渦輪、燃燒室部分的螺栓、螺絲釘和螺母接頭等的加工生產(chǎn)。在數(shù)控車(chē)削加工中，使用不銹鋼材料進(jìn)行小零件的加工，能夠提高零件在室濕強(qiáng)度、持久強(qiáng)度較高情況下，零部件的韌性和抗氧化性能。采用冷變形車(chē)削焊接的方法，制造出形狀復(fù)雜的模鍛件和焊接結(jié)構(gòu)件，零件的易切割性能較好。

結(jié)語(yǔ)

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中小零件數(shù)控車(chē)削控制中，技術(shù)人員應(yīng)該建立參數(shù)化的產(chǎn)品模型，并且創(chuàng)建父版工藝模型，建立與之對(duì)應(yīng)的模型加工工序。根據(jù)零件的大小適度修改模型參數(shù)，從而生成新版的工藝工序模型，在數(shù)控機(jī)床操作端完成合理調(diào)試之后，用以生產(chǎn)系列化工序的零件。在數(shù)控操作方案的制定中，按照發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造行業(yè)內(nèi)小零件工藝設(shè)計(jì)規(guī)則確立工藝模板。

參考文獻(xiàn)

[1]季江寧.航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件數(shù)字化設(shè)計(jì)體系開(kāi)發(fā)與研究[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2004（2）：34-37.