航空发动机整体叶盘加工工艺分析

田喜明

（海军装备部，陕西西安 710021）

0.引言

整体叶盘对航空发动机有重要的意义，其应用于航空发动机中，可以提高飞机整机的性能和稳定性，但同时也是航空发动机加工中的一个难点和重点。本文分析了影响整机质量的因素，指出传统的分体设计方法对整体叶盘质量的影响较大。因此，我们必须积极开展关于航空动力叶片加工技术的研究和应用，只有这样才可以进一步提高机械质量和航空发动机的整体效率。

1.航空发动机整体叶盘在结构与加工方面的特点

采用焊接方法，具体的焊接方法是采用电子束焊接，具体工艺在于叶片上的板焊接采用摩擦或焊缝真空成形，叶片焊接质量高；气囊的处理主要依靠机械通道，通道与整个航空发动机叶片的机械效率密切相关，为了有效地提高机械效率，缩短机械循环，有必要对航空发动机刚性通道进行研究和应用[1]。

2.发动机整体叶盘通道加工的介绍

航空发动机外形的工程设计方法多种多样，每种处理方法都有其自身的特点和不足，以飞机发动机整体叶盘通道的工艺和方法工程进行如下介绍：

2.1 机械铣削加工

机械磨削是航空发动机最常用和最重要的工作技术，可分为磨削、精加工和直线磨削。随着磨削深度的增加，径向力增大。但越来越多地用于处理大型、异构和复杂的结构。

镶块铣削是Z轴铣削法的又一种。当铣削弹簧适用于航空发动机通道的不均匀加工时，铣削弹簧可采用插入铣削法，Z轴采用铣床的原始零件，磨床的下边缘采用面铣。弹簧铣削用于气动马达运动的不均匀加工时，旋转面主要用来逼近面，使磨床具有相对稳定的切削力和较小的切削变形，能保持相对稳定的切削。

无论是用小幅进给还是增高侧向步距，都能保持切口相对稳定。金属工件和其他超合金材料的铣削效果好，切削效率高，摆线铣削是指沿圆弧和直线进行切削时的铣削，为了减小铣床与工件的接触角，发动机进气道的加工采用直线磨削，进一步提高了切削效率，大大缩短了刀具的长度[2]。

2.2 电火花加工

电火花加工可以实现更复杂的表面处理，但在磨削的情况下，其效果很低，特别是在加工过程中。因为在加工过程中，电沉积降低了电火花加工的精度。在整个退刀过程中，需要频繁更换机电极，这进一步增加了加工成本[3]。

2.3 电化学加工

电解处理主要以金属电解阳极溶液的形式进行，产品不受剪切和热影响，因此电化学加工是航空发动机电路加工电机的一种优良方法。电化学和电化学加工电子加工技术，在一定程度上也涵盖了数控机床以及电化学机床的工作特点。通过数控技术，我们经过对比发现，电化学应用的最大缺陷在于加工精度低，因为航空业发展需要较高的精度，它的缺点也限制了在航空发动机进气道加工中的应用[4]。

3.各种铣削方式在叶盘加工中的分析

与侧铣相比，插铣加工在加工精度上有很大的优势，铣床进气广泛应用于航空发动机叶片的一般型面加工，整个叶片的自由面近似为线性包络线，采用内插铣削技术对航空发动机叶片进行了粗加工。采用插铣技术，刀具上的径向力更加均匀，有效避免了径向切削力引起的颤振，加工效率可提高100%左右，特别是长铣刀插铣零件，插铣的优点比侧铣更明显。由于摆线铣削具有不同的进给特性，其刀具的进给速度和瞬时切削功率与其他方法相比较低。由于采用圆周运动，径向切削力小于侧铣和内铣，冲击小，能高质量地加工航空发动机的整个轮廓流动面[5]。

4.整体叶片的加工关键工艺技术

在叶片整体加工中，叶片修整过程不可或缺，其主要采用两种加工工艺：磨削加工和全修整工艺。这两种工艺的加工质量，在很多因素的影响下，可以直接影响叶片的修型质量和叶片的最终加工质量的稳定性[6]。

冷装技术作为叶片加工技术的核心部分，其重要意义在于叶片冷封的基础是工艺突起，在磨削过程中，叶片通过两个锥形孔进行测量，主要在轧制前，在轧制过程中，在这方面，对试轧过程中的工艺数据进行了详细的研究，包括布卢米特粗加工和精加工。通过我们内部各种数据对比，我们才确定了在叶片型线加工方面的技术要求。在叶片轧制过程中，具有能量较低的缺陷，如果想有效消除轧制后的工艺应力，那么就必须进行热退火。因为刀片结构复杂，并且刀片的硬度高，在加工过程中会经常产生磨粒损伤。这就是在叶片轧制过程中，每一个轧制过程结束后，需要进一步预热退火工艺的原因，其主要目的就在于确保后续加工的质量。

在叶片加工过程中，整个切削过程主要是通过一些相应的、已有的模型器具进行单边切削。整个叶片切削过程可以缩短整个切削时间，在加工过程中，它是对砂轮进行切削的过程，从而有效地提高叶片的加工效率，使针孔的特性满足所有要求，从而，为了尽量减少冲击器与叶片的接触频率，有效避免整个切削过程中的加工质量问题，经过磨削和全切后，叶片主要由满足加工要求的两部分组成。如果想要保证叶片的加工精度，我们还需要进行不同程度的后续抛光。在各个抛光的过程中，叶片一般都采用柔性抛光和砂带磨削，这两种抛光方法不仅提高了叶片加工的自动化程度，而且在一定程度上提高了其加工效率，还有效地保证了叶片的加工尺寸和精度，减少尺寸超差的情况出现的次数，同时避免了叶片加工中因尺寸引起的波纹问题，目前叶片抛光是通过数字编程实现的。我们只需要输入各种简单的编程数据，并且设置抛光路径的数据。自动叶片抛光的提供有效的提高了叶片抛光技术的发展，满足了要求的加工精度。

5.结论

为了提高航空发动机在工作过程中的燃油效率，加工技术显得尤为重要，特别是航空发动机需求日益增长的大环境里，工业方面要求航空发动机全叶片加工技术的研究和应用，永远是一个复杂而困难的问题。以上在分析航空发动机叶片加工特点的基础上，还对常用的航空发动机叶片加工方法，进行了比较系统的、科学地分析。