数控机床在航空发动机制造上的应用

董祥兵 董立山

德州德隆（集团）机床有限责任公司 山东德州 253000

1 数控机床的工作原理

数控机床，简称“数字控制机床”（Computer Numerical Control Machine Tools）是安装在机床上的一种自动控制系统。它可以按照一定的计算机逻辑程序执行所生产产品的所有步骤。具体来说，当控制系统执行各种命令时，需要逻辑地处理控制代码和相关符号。所有解码都用数字表示。将这些数据信息输入数控装置，经过算术处理后得到运算结果。该数控装置可根据所获得的控制信号，包括产品的存储、图纸设计的形状等，控制机床上的操作，并可在该数控机床上加工生产。

2 数控机床的特点

2.1 具有广泛的适应性和较高的灵活性

数控机床更换加工对象只能通过重新编程和输入加工程序来实现。在某些情况下，只需要修改一些程序块的程序或使用一些特殊指令实现加工（例如，修改程序中的坐标值）它可以实现加工的变化大小，这为单件、批量多品种生产，产品修改和新产品试生产，大大缩短了生产准备和生产周期。

2.2 加工精度高、加工质量稳定

因为数控机床使用数字伺服系统，每次数控设备输入一个脉冲，伺服执行机构造成适当的位移量（脉冲当量）与精度可达0．1-1μm。机器驱动螺杆使用间歇补偿与节距。数控机床的误差和传动误差可改由闭环系统控制，进而达越来越低的加工精度。除此之外，数控机床的刚性与热稳定性比较糟糕，可确保加工精度；自动加工方法防止了运营商的人作为错误，加工质量平稳，部分处理过程的合格率低，与部分大小相近的批处置的特点是相同的，与数控机床可构建多轴同步，可处置曲面，非常容易或是绝不也许对于一般机床机。

2.3 加工效率高

在数控机床之上，可选取最为优的加工参数，构建余工序的时隔加工，亦可构建多机掌控。因为使用了加减速措施，机床的运动部件可迅速行进定位，大幅节约了加工过程。于闲暇时间的下方，构建低效率的处理。

2.4 产品质量稳定

只要程序不变，设备的硬件和设备就不变，数控机床加工的零件也几乎不变。数控机床的操作不存在人为误差。只要设备投入使用，就能保证一定的产品合格率。

2.5 工序集中，一机多用

数控机床，尤其是具有自动换刀器与刀具夹紧器的数控加工中心，可于一次装夹的情况之下完工零件的基本上所有加工步骤。一台数控机床可取代几台一般机床。这样可增加夹紧误少，节约下方侦测、暂存、半成品运送、夹紧等工序间的中间环节，节约机床与车间的占地面积，造成比较低的经济效益。加工中心的工艺方案和一般机床的常规工艺方案有所不同。传统工艺的特点是“工艺集中”，因而机床加工中心著重工艺分散的原则，著重增加工件夹紧次数，提升反复定位精度。

3 航空发动机制造的现状

首先，处理机制相对缺乏。没有理论指导，摸索产品，问题不断出现，我不知道，或者我知道，但我不知道为什么。第二，技术创新是不够的。我国航空发动机企业过去投入较少，自主设计制造零部件的历史相对较短。零件由经验生产，跟踪技术多，创新积累有限。三是质量意识淡薄，过程积累少。与德国、日本企业相比，中国企业缺乏扎实的质量意识，对技术与质量的关系认识不到位。工匠和工匠的知识、经验和技术的传承是有限的。信息化和智能化最重要的任务是过程知识、数据和经验的积累、继承、应用和提高。四是人才匮乏。目前，重点大学更加重视通识教育。即使在航空院校，航空技术的教学也大大减少，高校航空企业的实践也较少。这是航空人才培养的一个不足之处。第五，夹具等辅助工装技术研究相对薄弱。

4 数控机床中数控系统在航空发动机制造上的应用

数字控制系统采用接口电路和伺服驱动装置。随着数控系统的优化和发展，内部控制程序和控制功能不断完善。

（1）数控系统的数控技术，可以将相关数据和信息转换为数值，由电子控制装置存储，并利用电子控制装置控制驱动装置，完成机械零件的精密加工和批量加工；

（2）拥有微处理器软件。在数控系统中，微处理器是数控系统的核心。该软件可以减少数控系统对某些硬件配置的依赖，主要是通过设置计算机处理来完成某些处理速度的处理。位置控制等，大大降低了数控系统制造成本；

（3）要有一个数控标准数据库。在开发和应用数控系统时，必须有统一的标准，以满足各行业机械生产的标准要求。目前，数控系统包含数控技术标准，可以满足数控加工的标准需求；

（4）具有伺服技术，伺服装置是数控系统的动力，它可以实现数控系统的数字化控制；

（5）自动编程技术，数控系统的自动编程技术，可以完成生产所需的数学语言的编程，更好的完成部分的几何形状的现实，交互设计，等等，以便加工CAD和CAM集成的发展；

（6）传感器技术。数控系统中的传感器技术可以在生产加工过程中识别和传递位置和速度，为超进度控制加工创造条件；

（7）分布式数控概念的发展，即数控系统实现一台计算机控制的多机数控机床，使加工发展到柔性生产线，即计算机集成制造系统。在分布式数控概念中，数控系统可以实现资源的利用。共享，扩展远程控制操作。随着科学技术的发展，数控系统正处于不断优化和创新的过程中。

总之，随着数控机床在发动机制造企业中的广泛应用，发动机关键零部件的加工正朝着柔性、智能化、信息化方向发展，以提高发动机关键零部件的质量，降低单个零部件的成本。提供了依据；同时，随着数控机床在高速、精密、复合、智能、绿色等技术方面的突出成就，智能数控机床将被越来越多的发动机制造商广泛应用。