浅论电加工技术在航空发动机制造中的应用

赵忠阳

摘 要：电加工技术从其技术价值上讲其实是覆盖了一些技术的短板，属于技术升级形态。其可通过利用电能对构件或过程进行控制和加工，极大程度的减少了切割应力的误差因素，能有效保证微小零件的尺寸精确需求。从理论上讲电加工技术的受用面和效果都较为乐观，但在实际应用过程中仍然存在一些亟待开发的技术性问题。故笔者以其应用为题，细化分析了电加工技术的内容和改进措施，望能为相关制造行业人员提供些许帮助。

关键词：电加工技术；航天发动机；电机工技术

引言：

就目前来讲，电加工技术的应用范围已经触及到了多个领域，尤其在航天制造行业中也有着极为优秀的应用记录，例如蜂窝密封环件电火花磨削加工等。而电加工技术的工艺种类较多，不同的类别在使用条件上也有一定的差异性。因此工作人员要以实际加工工艺需求为主择优选取。同时航空发动机因其施用范围的特殊性，其发动机工艺成型质量要求也极为严格，基本上要综合多种工艺内容进行，深入了解合金材料的物质特性，如此才能提升电加工的质量。因此分析其应用内容具备实际价值。

一、电加工技术在航天发动机制造中的应用

1、复杂零件空间角度小孔、异形孔加工

航空发动机的涡轮叶片、火焰筒等零件中有大量的冷却气膜孔，这些小孔数量多，空间位置复杂，精度和质量要求高，传统的机械钻削根本无法加工，采用多轴数控电火花高速打孔可以实现高效加工。电火花高速打孔的孔径范围为φ0.3～φ3mm，孔径精度可达±0.05mm，表面粗糙度值Ra=6.3μm，孔内表面重熔层厚度一般为0.03mm左右，重熔层厚度与加工中的工艺参数有关，单个脉冲能量的大小对重熔层影响很大，因此打孔时要控制单个脉冲能量，获得小的重熔层。

2、蜂窝密封环件电火花磨削加工

发动机上的蜂窝密封环是由0.05mm厚的高温合金薄片制成，用机械加工方法很难加工，采用电火花磨削加工可以解决这类零件加工的难题。电火花磨削加工精度可达到0.1mm，表面粗糙度值Ra=6.3μm，加工效率较低，一般只有100～200mm3/min。

3、高效放电铣削加工

高效放电铣削加工是我国开发的具有自主知识产权的技术，它采用简单的空心铜管作电极，对航空难加工材料可实现高效加工，效率高达2000mm3/min以上，在整体叶盘开槽和机匣型面加工上得到应用，实现了难加工材料高效低成本加工，该方法适合用于去除大余量的粗加工。

4、带冠整体叶盘电火花加工技术

带冠整体叶盘是航天发动机制造中的难点，车工工业的刀具在实际的切割过程中，会与整体叶盘造成干扰，带冠整体叶盘零部件的空隙较小，不利于工具进行切割，另外零部件的合金金属特性，致使切割工艺要求较高，长时间的精车工和工作难度影响了工作进度。多轴数控电火花成形加工采用五轴数控电火花加工带冠整体叶盘，经电火花加工其尺寸、形位精度均达到了设计图样要求。国内研制的五轴数控电火花成形机床的性能达到了国际水平，经实践该软件功能强大，具有电极设计、加工程序自动生成等功能，是实用的软件工具。

5、整体叶盘电解加工技术

电解加工是整体叶盘诸多制造方法中优选方法之一。电解加工整体叶盘与数控铣削方法相比有着效率高、成本低等优点，在批量生产中电解加工是实现整体叶盘优质、高效、低成本的制造方法。随着对电解加工的深入研究及计算机数控技术的发展，整体叶盘电解加工技术的研究有了很大进展，南航采用电解加工透平机上的整体叶盘，625所用电解套料加工了钛合金的整体叶盘的流道，在电解加工整体叶盘上取得了可喜的成果。

6、叶片型面电解加工

叶片型面电解加工在国内应用较早，在20世纪60年代就已成功地应用于发动机叶片的生产，电解加工叶片型面加工效率高，尤其适合弱刚性薄叶片的加工，受到电解设备精度影响，国内叶片电解加工精度较低，电解加工后还需要进行机械精加工。国外已经开发了精密微细窄脉冲电解加工技术，实现了叶片无余量精密电解加工。

二、提高航天飞机中，电机工技术的具体措施

1、加强专业人才的建设

航空专业不同领域的技术研究方向和内容也极为不同，因此航空制造相关公司要明确不同技术方向的人才需求，建立专项且具有针对性的人才招揽和培训制度，培训内容要以方向为准，以全方位素质建设为辅，保证专业人才在透彻本专业技术内容和掌握拓展能力的同时，也能明确其他方向的常识性技术内容。同时相关加工体系也要尽早完善，争取在保证人才资源的条件下提升企业技术革新。

2、加强电加工技术革新

科技创新是航空类技术性企业保证行业地位，提升自身技术价值的重要渠道。尤其在航空領域的企业更要加紧技术的革新，要在坚固自身基础技能知识的基础上拓宽眼界渠道，明确航空专业的阶段性发展趋势。同时也要坚固人才队伍，不间断开展对外学习活动，针对电加工细节和总体等各个方面的技术改造并持续验证，直至形成具有企业特征的技术品牌，进而在维护企业竞争地位的同时带动国内航空事业的高效发展。

3、注重相关技术设备的创新和研究的持久性

在技术的革新中，没有任何的科技成果能通过几次的研讨就能成功的，相关技术团队要不断的从失败中总结教训，引进先进的技术理念和工艺设备，对实践经验进行科学的总结与吸收，创新电加工技术的研究道路，并对相关工艺设备进行技术革新，满足研发的技术要求，进行持久性的研究，为航天事业的发展不断开辟道路。

4、积极开发国内的现有技术

电加工技术的应用，能够更加准确的实现机械构件的进度，避免了切割应力对于机械构建的形变，但是具体的电加工工艺需要进一步的完善。通过调研，我国各高校和研究机构对于航天事业电加工技术的研究工作，得到了较多的进展，我国技术人员在借鉴外国技术经验的同时，也要注重国内现有技术的开发，如电液束加工技术，精密电解加工技术，高效放电铣削加工技术，这些工艺技术都具有较高的应用前景，急需专业的人员进行科研探究。

三、结束语

电加工技术是较为新颖，技术内容十分可靠的新型技术，能有效改善其他技术的加工误差、效率等落后问题。尤其针对一些对切割、构建结构精准度要求较高的零件，电加工能最大限度的完成其技术需求，因此就目前国内航空方向可选技术而言，电加工明显具有极高的发展趋势。

参考文献：

[1]贺利红，潘美艳.试论电加工技术在航空发动机制造中的应用[J].黑龙江科技信息，2016（7）：27-27.

[2]何英，朱红钢.简述电加工技术在大飞机制造中的应用[J].航空制造技术，2011（13）：94-96.endprint