论航空发动机典型零部件数控加工技术

郑天胜，李 澄，龚天才，孙升志

（沈阳精合数控科技开发有限公司，辽宁 沈阳 110034）

国内外航空航天制造业一直都是对数控技术应用的最大用户，经调查，我国航天航空制造业的发展中，对数控机床制造企业的应用比例高达百分之八十以上。针对这种情况，本文就将对航空发动机典型零部件数控加工技术进行详细研究。

1 零件加工特性

（1）部件结构比较复杂，需要采用大量轻量化材料进行飞机壁结构的组成[1]。

（2）飞机零部件加工材料难度较大。由于受到使用条件或是环境的影响，航空发动机使用材料中最关键的就是要保证质量轻、强度大，要具备显著耐高温性和腐蚀性。在多年的实践和探索过程中，金属复合材料和陶瓷基复合材料等先进的技术材料在航空领域中的应用也有了进一步增加[2]。

（3）毛坯材料切除率较大。整体毛坯零件和薄壁整体框架结构都需要用在毛坯整体锻造上，比如机匣、整体叶盘等零件中。由于零件外轮廓相对比较复杂，所以当前我国所掌握的锻造技术并不能有效实现小余量精化料要求，并且由于锻造余量较大，存在明显分布不均的情况，因此材料切除率更是超过百分之六十。

2 典型零件加工

2.1 叶片加工

航空发动机的叶片主要采用的是钛合金和高温合金等材料，材料切削性能不佳，不仅对零件的尺寸有着严格要求，同时对于表面质量要求也很高。叶片加工的复杂性主要是因为叶身多为复杂曲面组成，而曲面在原理上也被分为不同类型，比如直纹面和非直纹面等。在对直纹面进行加工的环节中，通常会采用常规数控机床进行加工，而对于自由曲面，则需要采用多轴数控机床[3]。

对叶片机械进行加工主要将磨削作为主要方式，并在专业叶片加工过程中通过计算机辅助作用的发挥，实现对叶片加工工作的有效开展。由于叶片在对表面进行加工的环节中通常需要借助大余量进行锻造，所以在数控技术的作用下也要进行抛光处理。

2.2 整体叶轮加工

整体叶轮通常分为粗、半精细、全精细加工三个不同阶段。所谓粗加工就是在实际工作中通过对平底立铣刀或是圆角铣刀的也应用，对多余部分进行消除，对材料的切除效率相对较高[4]。

精细加工就是借助球头铣刀进行加工。对开式整体叶轮数控加工的环节中，首先要保证在毛坯环节中给车削加工回转的基本装药，确保对外形进行有效粗加工，之后再进行对叶片的细致加工。

在对叶片进行加工的环节中，工作人员需要对数控编程问题进行有效关注，只有保证刀路工作轨迹不受到任何因素的影响，才能对切削轨迹进行有效完善，进一步实现独一工作效率的稳定提升。

3 制造技术的发展趋势

（1）新材料和新工艺。经研究发现，当前我国制造技术和材料行业的发展为航空发动机性能提升提供了极大的帮助作用，尤其是在发动机减重过程中的贡献更是十分突出，这也说明先进的材料和工艺手段对于发动机效率提升有着极大帮助，工作人员更需要在今后工作中加强对材料和工艺手段的研究。

（2）高速切削技术和数控技术。高速切削是目前航空技术中构件进行机械加工的重要方式[5]。

（3）航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的最重要的组成零件，其不仅对飞机的性能、可靠性及经济性问题有着显著影响，同时更是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前，世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家，技术门槛很高，因此我国要想追赶发达国家的技术水平，就需要不断创新和探索，在技术水平的同时，实现对航空事业经济性的全面提升。

（4）网络加工技术。网络加工技术主要就是对各环节加工设备中产生的数据进行收集和计算，从而实现对切削数据库的建立，并在资源共享的过程中，为后续管理者工作的开展提供更准确的工作和数据依据。

（5）数字管理。在航空发动机的制造过程中，数字化管理主要包含了数字化样机、设计、加工等管理工作，所以只有不断提升数字化管理水平，才能确保产品在不同阶段实现有效的数据共享。

4 结语

综上所述，在目前我国航空发动机制不断提升的全新社会背景下，怎样才能确保航空发动机材料加工难度的控制，提升加工效率也成为了当前最重要的问题。我国机床制造企业通过和航空企业的有效合作，不仅在近年来提升了自身经济发展水平，同时对于工艺技术的发展也有了极大的积极影响。所以希望通过本文的研究，广大工作人员也能对这一问题引起关注，不断创新和探索有效的数控技术，为今后我国航空发动机零件制造水平提升奠定良好基础，实现数控技术的全面发展。