航空发动机机匣的数控加工策略研究

赵常铭

摘要：随着我国经济的快速发展与科学技术的创新更迭，航空交通成为现代人们出行的主要交通方式之一。而航空发动机作为每一个航空飞机的关键部件之一，其所包含的机匣结构复杂，因此制作的工艺方式也会相对繁琐。为了能更好地制作出质量上乘的航空发动机，工人通常会采用数控加工的工艺方式来对航空发动机的机匣进行加工改造。然而机匣的数控加工同样具备一定的难度，工人需要严格按照数控技术的各项要求要点来规范操作，制造加工的航空发动机才能合格。下面本文将对航空发动机机匣的数控加工方法进行简要阐述与探究，以供相关人员作为参考。

关键词：航空发动机机匣，数控加工，策略研究

一、航空发动机机匣加工的难点

1、因材料特性难加工

出于安全方面问题的考虑，制作航空发动机机匣的材料通常都是具有一定特性的材料，这些特性会为加工工作带来难题。比如使用不锈钢材料制作的航空发动机机匣在加工过程中，工人需要精准把握切削的力度与温度，否则很容易会出现黏附现象，并在刀具上留下积屑瘤。因不同材料的特性所造成的问题，都会使得数控加工的难度大大增加。

2、因机匣结构难加工

航空发动机机匣的内部结构非常复杂，再加上内壁较薄，加工过程中容易发生剧烈变化，从而损坏航空发动机机匣。然而工人在加工过程中，不仅需要确保加工过程中不会对航空发动机机匣造成损伤，还需要确保加工质量。由于如此严苛的加工要求，这就要求了工人需要熟练高超的加工技术，来对航空发动机机匣进行精准规范的操作。

二、航空发动机机匣的数控加工策略

1、构建参数建模

在数控加工当中，构建参数建模需要严格按照要求与步骤来进行。在实行参数建模的数控加工方法时，需要按照航空发动机机匣自身的特征特质来严格实施，对航空发动机机匣内部的结构状态详细地进行分析，并以此来为航空发动机机匣规划出其特定的特征单元。随后将特征单元细分，分成特征系，并在此基础之上来设计航空发动机机匣数控加工对应的约束条件，以及加工工艺与机匣结构之间的关联关系，从而构建出相应的参数建模。构建参数建模，利用其中所包含的特征基准关系和对应的约束条件，能为工人在进行数控加工时，得到相对完整准确的机匣数据，从而精准地规划出数控加工操作时多项需要操控的数值，从而更好地对航空发动机机匣进行数控加工，尽力避免操作失误而损害机匣，影响加工质量。参数建模能够较为直接地表现出有加工需求的航空发动机机匣的机体特征，但这还仅仅只是参数建模的基础部分，后续还应为其创建其余具有附加关系的特征，来逐渐完善机匣的参数建模，从而为数控加工提供更完整的基础数据参考。

2、规范工艺路线

由于航空发动机机匣的复杂结构以及微薄的内壁，在对机匣进行数控加工时常常会发生变形的现象。为了尽力规避这样的问题，就需要为机匣的数控加工来规范工艺路线，严格精准地进行规划加工进程。比如在机匣的毛坯制造过程中，在已知最大误差的情况下，来逐步完善零件的加工，从而促使毛坯的轮廓能与机匣的实际情况相吻合。在这样的规范规划之下，既可以提升切削的效率，还能避免加工过程中产生不必要的浪费。正常情况下，数控加工的工艺路线一般先是进行数控粗加工，将机匣在加工过程中所产生的多余的材料削减，令其尺寸与结构符合要求即可;随后是进行半精加工，由于在这过程中会有令机匣产生变形的情况，因此需要将机匣内的会发生变形的部分去除，以便对机匣的次要表层进行更为精细的处理;最后是进行精加工，严格按照要求来对机匣整体结构进行全面的精细化加工，操作时还应注意效率与精准度，合理选择合适的道具，把控好切削的深度与力度，以免出现操作失误。

3、设计刀位轨迹

合理科学的刀位轨迹决定了之后进行数控加工时，航空发动机机匣的加工价值与效益。设计好航空发动机机匣数控加工的刀位轨迹，可以确保数控加工实行切削的过程中可以有足够的余量。而在完成切削处理过后进行粗加工的过程中，将机匣产生的余量尽数处理，可以缩短进行数控加工的时间。然而数控刀位轨迹，无法令刀位轨迹保持稳定，很容易会导致切削深度不准确抑或是切削工具遭到磨损等问题。因此，为了尽力避免刀位轨迹所造成的问题，可以对加工的区域进行划分，设计每个区域内的刀位轨迹，从而将损害减到最小，保障机匣加工的质量。另外，在刀位轨迹进行的过程中，应开展效率更高的切削操作，完善切削进程，把控刀位轨迹，尽量将机匣所制造的余量清除。而在对数控加工的刀位轨迹进行设计时，无论是切入还是切出阶段，都要求了刀位轨迹的操作需要尽量维持平稳。因此为了满足这个要求，在设计刀位轨迹时，可以根据机匣的外形来针对性地进行设计，采用较为合适的刀位轨迹行进方式，以提升机匣数据加工的效率。

三、如何优化航空发动机机匣的数控加工

首先，航空发动机机匣的数控加工优化遵循了同特征同期加工的原则。航空发动机机匣在进行数控加工前，会根据机匣的结构特征以及属性特征，来对航空发动机机匣进行分组归类，随后再为其安排同时期加工，以此来提高加工效率。这样的优化方式，可以令每个航空发动机机匣于相应的条件下一次完成，从而保障高效的机匣数控加工。然后，以构建得出的参数建模作为参考，在此基础之上确定机匣数控加工的独立工艺方法，再根据加工的标准，来对航空发动机机匣的数控加工工艺实行集中处理。最后是粗加工与细加工相互协调，合理安排数控加工过程中的粗加工与细加工流程，以提升加工的精准度与效率。粗加工与细加工之间的相互协调与结合，可以在一定程度上保持航空发动机机匣的工件性能，从而对航空飞机飞行的安全性具备更高的保障。

总结

综上所述，数控加工为航空发动机机匣的制造生产提供了便利以及更高的产品质量，也为制作生产途中的诸多复杂技术性难题得到了解决的途径，为加工工作精准度的提升作出了卓越的贡献。数控加工的方法不仅提高了生产的效率，也间接促进了航空事业的发展，为人们带来了更为安全便捷的航空出行。

参考文献：

[1]张志革， 王敏丰. 航空发动机机匣机械 加工过程中变形因素分析及变形控制[J]. 中國设备工程， 2020（15）：2.

[2]于嘉鹏， 路永辉， 姜博宏，等. 基于UG NX的航空发动机离心叶轮数控加工自动编程系统的研究[J]. 航空制造技术， 2020， 63（4）：8.

[3]张智轩， 覃文源， 况成玉. 基于惯性释放的航空发动机中介机匣有限元分析[J]. 现代制造技术与装备， 2020， 56（10）：3.