顧 艷，李 澄，龔天才，孫升志

（沈陽精合數(shù)控科技開發(fā)有限公司，遼寧 沈陽 110034）

在航空發(fā)動機當中，應(yīng)用的薄壁環(huán)形零部件多種多樣，包括葉片類零件、軸承類零件以及機匣類零件等等，這些零件在加工過程中，不管是在幾何精度方面還是在尺寸精度方面都具有非常高的要求，但在實際加工當中，經(jīng)常會在一些因素的影響下出現(xiàn)變形問題，不利于零件的有效應(yīng)用，因此，需要針對控制此類零件加工變形的具體措施加強研究，這對于薄壁環(huán)形零部件加工質(zhì)量的提升具有非常重要的意義。

1 導致航空發(fā)動機薄壁環(huán)形零部件出現(xiàn)加工變形問題的相關(guān)因素

航空發(fā)動機當中的薄壁環(huán)形零部件自身存在材質(zhì)和剛性等因素的影響，在加工過程中一旦承受外力作用，非常容易出現(xiàn)變形問題，從而對零部件的精度造成影響，而造成這種問題的原因主要有以下幾種：

（1）殘余應(yīng)力影響，在具體加工過程中，多種應(yīng)力作用會對薄壁環(huán)形零部件當中的應(yīng)力平衡造成破壞，而這些殘余應(yīng)力的拘束力在消除以后，會經(jīng)過重新分配形成新的平衡，但在此過程中，殘余應(yīng)力會對薄壁環(huán)形零部件造成影響，使其出現(xiàn)變形問題，導致其幾何精度以及尺寸精度出現(xiàn)變化，難以滿足航空發(fā)動機的使用需求。

（2）削切應(yīng)力影響，由于薄壁環(huán)形零部件的壁體較薄，剛性不強，所以其在加工時，受到削切應(yīng)力作用的影響，會使零部件當中出現(xiàn)“讓刀”變形的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生圓跳動和圓度超差等問題。

（3）裝夾力影響，薄壁環(huán)形零部件本身具有較大的直徑和較小的剛度，所以在增加外部裝夾力時，其較為薄弱的部分就容易產(chǎn)生崩潰的問題，從而引發(fā)損壞或變形等問題，影響零部件的正常使用。

2 控制零部件加工變形的具體措施

2.1 對加工環(huán)節(jié)進行優(yōu)化

2.1.1 對走刀路徑進行合理的規(guī)劃

在加工薄壁環(huán)形零部件的過程中，需要合理的設(shè)置走刀路徑，盡可能的降低零件加工中的變形量，在進行切削時，可以結(jié)合金屬切削原理，根據(jù)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、精度要求以及毛坯余量，確定各零件的加工順序和加工次數(shù)，同時確定切削的路徑，在進行對稱切削時，可以利用釋放初始毛坯殘余應(yīng)力的方式，有效緩解和控制加工變形的問題，針對薄壁環(huán)形零部件而言，可以遵循內(nèi)外表面余量去除相等的原則，輪流進行零部件內(nèi)外部的加工，具體加工過程中，需要對依次遞減的方式加以應(yīng)用，確保輪流次數(shù)能夠與應(yīng)力釋放保持正比例關(guān)系，且與加工變形呈反比例關(guān)系[1]。

2.1.2 對切削參數(shù)進行優(yōu)化

利用實驗分析的方法，明確最優(yōu)加工參數(shù)，例如，在進行粗加工的過程中，應(yīng)對低轉(zhuǎn)速、小進給以及大切深的方式加以應(yīng)用，確保材料去除速度，在進行初步的精加工時，應(yīng)盡量為后續(xù)的深度加工保留余量，而在精加工過程中，則要應(yīng)用高轉(zhuǎn)速、大進給和小切深的方式進行加工，提升材料去除率，使零部件的質(zhì)量得到相應(yīng)的保證，在此過程中，需要通過實驗和VERICUT數(shù)控仿真，明確各項加工參數(shù)，確保各環(huán)節(jié)中的局部切削余量與加工參數(shù)相符，且保持最佳狀態(tài)，尤其是在刀軸矢量、轉(zhuǎn)圓角以及接刀等參數(shù)變化上，一定要確保優(yōu)化的合理性[2]。

2.1.3 提升切削液要求

為了對機械交工過程中的零部件變形問題進行有效的控制，還要對切削液進行合理的搭配，保證加工區(qū)域能夠得到盡快的冷卻，一方面可以降低切削溫度，緩解變形問題，另一方面則可以提升零部件的耐磨程度和加工精度，通過對內(nèi)冷結(jié)構(gòu)及高壓冷卻刀具的應(yīng)用，能夠使切屑和冷卻液進行直接的接觸，對冷卻效果的充分發(fā)揮具有積極的作用[3]。

2.2 優(yōu)化裝夾形式

針對薄壁環(huán)形零部件剛性差，容易在裝夾期間出現(xiàn)受力不平衡的現(xiàn)象，導致加工變形的問題，具體可以從夾具與加工零部件的接觸面積和夾緊方式入手進行優(yōu)化，以此來達到控制加工變形的目的。例如，在使用銑削進行薄壁零件加工時，可以先利用彈性壓板提升零部件之間的接觸面積，進而提升其受力面積，在對壁套外圓以及內(nèi)徑進行車削時，可以對彈性芯軸、液體夾具以及過渡環(huán)等工具加以使用，通過這種方式能夠進一步的提升零部件的裝夾承載能力，具有良好的變形控制效果，還可以對橡膠內(nèi)支撐等方式加以應(yīng)用，有效提升零部件的剛性，使加工變形問題能夠得到有效的控制。除此之外，由于薄壁環(huán)形零部件的內(nèi)壁厚度相對較薄，其在加工時容易出現(xiàn)諸多問題，如讓刀、振動、回彈以及變形等，可以對輔助支撐結(jié)構(gòu)的裝夾方式進行使用，提升薄壁機匣的剛性，使削切過程中的讓刀、振動以及變形問題得到有效的緩解，確保加工的效率和質(zhì)量。

3 結(jié)語

航空發(fā)動機當中的應(yīng)用的薄壁環(huán)形零部件在加工期間，受到自身結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及其他加工因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的變形問題，這種問題的出現(xiàn)，會對零部件的質(zhì)量造成嚴重的影響，導致其無法在航空發(fā)動機當中進行正常的使用，在造成資源浪費的同時，也會加大零部件加工的成本投入，因此，相關(guān)人員在對此類零部件進行加工的過程中，一定要根據(jù)其加工特點，針對加工變形問題，合理的應(yīng)用各項控制措施，提升薄壁環(huán)形零部件的加工質(zhì)量，確保其在航空發(fā)動機當中的有效應(yīng)用。