高效加工在航空机匣零件制造中的应用
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引 言
一
机匣 的制 造质 量 。所确 定 的高压 涡 轮 工 工艺路 线如 图 ２ 示 。 所 ２高 效加工 关键 技术 合理 的装 夹方 式 、高性 能 的刀 具 Ｃ Ｍ 技 术是 影 响 航 空 机 匣 高效 加工 自 Ａ ｛ 技术。 ２１夹具结 构设计 ． 航 空机 匣 的装 夹 方式 及夹 具结 构 自 需 保证 零件 在 高效数 控 加工 时 ，整 个 力 统 具有 足 够 的加工 刚性 。如 图 ３ 示 所 号高压 涡轮 机匣 的夹具 结构 实物 图 。
三个源自文库方面 ：
（ ） 匣加 工效 率低 。长期 以来 ， 国航 １机 我 空发 动机 制造 技术 相对 落后 ，加 上 国外 长期 对航 空工 业先 进 制造 技术 的封 锁 ，由于 机匣 的结 构 的复杂 性 及其 材料 的难 加工 性 ，加工 效率 相对 低 下 ， 周期 一 直较 长 ， 为 航空 加工 成 发动 机制 造过 程 中的技 术壁 垒 。 以某 发 动机 机 匣为例 ， 十年代 初 期 ， 然使 用数 控 设备 九 虽 制 造加 工 ， 由于 制造 技术 落后 ， 匣制 造周 但 机 期 长达 三个 月 以上 ；近几 年 由于制 造技 术 的 进 步 ， 加工 周期仍 在 十五天 左右 。 国外 同 但 在 类行 业 ， 由于 高效 加工 技术 的应 用 ， 复杂 机 匣 的加 工周 期 在三 至五 天 ， 效率 相对 高 出许 多 。 （） ２ 机匣加 工质 量难 以保 证 。 航空 机匣零 件 大多结 构 复杂 ，在 其 内外 型面 上具 有多 样 的突变 几何 特征 ， 凸 台 、 屿 、 探仪 座 、 如 岛 孔 减 重 型槽 、 加强 筋 、 凹槽 、Ｌ 孑 系等 ， 征尺 寸精度 特 要 求 高 ， 小公 差 在 ０ ０ — ． 之 问 ； 置 精 最 ． ５０ １ ０ ０ 位 度 要求严 格 ，例 如特 征体 相对 机 匣 中心轴线 的位置 度要 求 达 ０ ２ 目前 由于我 们对 机 匣 ．。 ０ 制 造 中使用 的刀 具 、 工艺 、 削参 数等 因素 对 切 加 工质 量 的影 响规律 不清 楚 ，加 工过 程 中不 得 不 引入较 多 的人为 干 预 ，造 成零 件 质量 不 稳定 ， 寸超 差或 返工 返修 较 多 ， 响零 件使 尺 影 用性 能 。 （） ３ 机匣 加工成 本居 高不 下 。 航空 机匣零 件所 用材 料 多为 难加 工材 料 ，由于 目前 我 们 加 工机 匣 的效率 相对 较低 ， 之质 量不 稳定 ， 加 从 而也造 成航 空 机匣 制造 成本 较 高 。特 别在
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高新未
高效加工在航 空机 匣零件制造 中的应用
赵玉 坤
（ 中航 工业沈 阳黎明航 空发动机（ 集团） 有限责任公 司， 宁 沈阳 １０ ４ ） 辽 ０ ３ １
摘 要 ： 空机 匣零件 的制造 质量 和加 工效 率是影 响 高性能航 空发 动机研 制 的 重要环 节 。为 突破 国外 对航 空机 匣制 造技 术 的封锁 航 本研 究针 对航 空机 匣结构 复杂 、 易产 生加 工变形 、 材料 难加 工等特 点 ， 重点研 究 了装 夹方式 、 具选择 及 快速 Ｃ Ｍ 等 关键技 术 ， 盎 刀 Ａ 通 大量 实验 对 特征 单元 的加 工工 艺参数进 行 了优化 ， 定 了高效加 工工 艺方 案 ， 某 型号航 空发动 机 高压 涡轮 机 匣制 造 中进行 了 制 并在 例 验证 ， 高 了该类零 件 的生 产效 率。研 究成果 对 于提 高我 国高性 能航 空发动机 制造技 术 水平 具有 重要 意义 。 提 关键 词 ： 空机 匣； 航 高效加 工 ； 工艺优化
中 圉 分 类 号 ： Ｐ ２ ＋２ Ｔ ３ １ ．１
文献 标识码 ： Ａ
刀 具使用 消耗 和 占用数 控设 备 使用 时间 上显 为 满 足 我 国 国 民 经 济 的 快 速 发展 的 需 得 尤为 突 出 ， 些复 杂机 匣 的加 工 ， 刀 具 如某 仅 求， 国防 、 载及 航 空等 国家 核心 工业 领域 对 费用就 高达 数万 ，刀具 费 用所 占制 造 费用 比 运 高性 能航空 发动 机 的研 制投 入 了大量 的人 力 例高达 ８ ％以上 ， 远远超过常规的 ３ ４ ： ， － ％１例 Ｌ 和物力 。航 空机 匣是 航 空发 动机 的关 键零 部 使 得机 匣加 工成本 居高 不下 。 件 之一 ，新 型发 动 机 的研制 和批 产需 求对 机 因此 ，必须 加快 航空 机 匣零件 高效 加 工 匣制 造质量 和加 工 效率提 出 了更高 的要求 。 工艺应 用研 究 步伐 ，提高 发动 机制 造工 艺 水 欧 美等发 达 国家在 航空 机 匣 的研 制 技术 平 和生产效 率 ，为 我 国高水 平航 空发 动机 的 直 遥遥 领先 ，并 形成 了稳 定 可靠 的批 产能 制造 提供技 术保 障 。 力 ，但是 该类 零部 件 的制造 技术 对 我 国严密 １航空 机 匣工艺 特点 分析及 方案 制定 航空 机匣 零件 主要 是用 来 固定 、 连接 、 定 封锁 ，特 别是 在加 工工 艺 和专用 编 程软 件方 面 。我 国在航 空 发动 机 的研制 方 面采用 “ 引 位发动机零部件的壳体 ，按结构设计主要分 进一 吸收 ” 的战略 ， 并取 得 了一定 的成果 。 从上 成环形机匣和箱体机匣两个大类 。高压涡轮 世 纪九 十年 代起 ，国内相 关单 位专 门针 对 某 机 匣属 于整体 环形 机匣 ， 图 １ 如 所示 。 型 发动 机机 匣 的五坐 标数 控加 工进 行技 术攻 关 ，基 本解 决 了整体 机 匣的 五坐标 数 控加 工 问题 ，并开 发 出了专 用 五坐标 数控 加 工 系统 软 件 。 是 ， 我 国航空 发动机 的制 造水平 但 目前 与国外 差距 仍较 大 ， 表现 出生 产 周期长 、 工 加 质量 不稳 定 、 造成 本高 等特 点 ， 影 响和 制 成为 制约 航空 工业发 展 的最 主要 因素 。 以机 匣生 产为 例 ，主要 问题 表现 在 以下
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机匣 的制 造质 量 。所确 定 的高压 涡 轮 工 工艺路 线如 图 ２ 示 。 所 ２高 效加工 关键 技术 合理 的装 夹方 式 、高性 能 的刀 具 Ｃ Ｍ 技 术是 影 响 航 空 机 匣 高效 加工 自 Ａ ｛ 技术。 ２１夹具结 构设计 ． 航 空机 匣 的装 夹 方式 及夹 具结 构 自 需 保证 零件 在 高效数 控 加工 时 ，整 个 力 统 具有 足 够 的加工 刚性 。如 图 ３ 示 所 号高压 涡轮 机匣 的夹具 结构 实物 图 。
三个源自文库方面 ：
（ ） 匣加 工效 率低 。长期 以来 ， 国航 １机 我 空发 动机 制造 技术 相对 落后 ，加 上 国外 长期 对航 空工 业先 进 制造 技术 的封 锁 ，由于 机匣 的结 构 的复杂 性 及其 材料 的难 加工 性 ，加工 效率 相对 低 下 ， 周期 一 直较 长 ， 为 航空 加工 成 发动 机制 造过 程 中的技 术壁 垒 。 以某 发 动机 机 匣为例 ， 十年代 初 期 ， 然使 用数 控 设备 九 虽 制 造加 工 ， 由于 制造 技术 落后 ， 匣制 造周 但 机 期 长达 三个 月 以上 ；近几 年 由于制 造技 术 的 进 步 ， 加工 周期仍 在 十五天 左右 。 国外 同 但 在 类行 业 ， 由于 高效 加工 技术 的应 用 ， 复杂 机 匣 的加 工周 期 在三 至五 天 ， 效率 相对 高 出许 多 。 （） ２ 机匣加 工质 量难 以保 证 。 航空 机匣零 件 大多结 构 复杂 ，在 其 内外 型面 上具 有多 样 的突变 几何 特征 ， 凸 台 、 屿 、 探仪 座 、 如 岛 孔 减 重 型槽 、 加强 筋 、 凹槽 、Ｌ 孑 系等 ， 征尺 寸精度 特 要 求 高 ， 小公 差 在 ０ ０ — ． 之 问 ； 置 精 最 ． ５０ １ ０ ０ 位 度 要求严 格 ，例 如特 征体 相对 机 匣 中心轴线 的位置 度要 求 达 ０ ２ 目前 由于我 们对 机 匣 ．。 ０ 制 造 中使用 的刀 具 、 工艺 、 削参 数等 因素 对 切 加 工质 量 的影 响规律 不清 楚 ，加 工过 程 中不 得 不 引入较 多 的人为 干 预 ，造 成零 件 质量 不 稳定 ， 寸超 差或 返工 返修 较 多 ， 响零 件使 尺 影 用性 能 。 （） ３ 机匣 加工成 本居 高不 下 。 航空 机匣零 件所 用材 料 多为 难加 工材 料 ，由于 目前 我 们 加 工机 匣 的效率 相对 较低 ， 之质 量不 稳定 ， 加 从 而也造 成航 空 机匣 制造 成本 较 高 。特 别在
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高新未
高效加工在航 空机 匣零件制造 中的应用
赵玉 坤
（ 中航 工业沈 阳黎明航 空发动机（ 集团） 有限责任公 司， 宁 沈阳 １０ ４ ） 辽 ０ ３ １
摘 要 ： 空机 匣零件 的制造 质量 和加 工效 率是影 响 高性能航 空发 动机研 制 的 重要环 节 。为 突破 国外 对航 空机 匣制 造技 术 的封锁 航 本研 究针 对航 空机 匣结构 复杂 、 易产 生加 工变形 、 材料 难加 工等特 点 ， 重点研 究 了装 夹方式 、 具选择 及 快速 Ｃ Ｍ 等 关键技 术 ， 盎 刀 Ａ 通 大量 实验 对 特征 单元 的加 工工 艺参数进 行 了优化 ， 定 了高效加 工工 艺方 案 ， 某 型号航 空发动 机 高压 涡轮 机 匣制 造 中进行 了 制 并在 例 验证 ， 高 了该类零 件 的生 产效 率。研 究成果 对 于提 高我 国高性 能航 空发动机 制造技 术 水平 具有 重要 意义 。 提 关键 词 ： 空机 匣； 航 高效加 工 ； 工艺优化
中 圉 分 类 号 ： Ｐ ２ ＋２ Ｔ ３ １ ．１
文献 标识码 ： Ａ
刀 具使用 消耗 和 占用数 控设 备 使用 时间 上显 为 满 足 我 国 国 民 经 济 的 快 速 发展 的 需 得 尤为 突 出 ， 些复 杂机 匣 的加 工 ， 刀 具 如某 仅 求， 国防 、 载及 航 空等 国家 核心 工业 领域 对 费用就 高达 数万 ，刀具 费 用所 占制 造 费用 比 运 高性 能航空 发动 机 的研 制投 入 了大量 的人 力 例高达 ８ ％以上 ， 远远超过常规的 ３ ４ ： ， － ％１例 Ｌ 和物力 。航 空机 匣是 航 空发 动机 的关 键零 部 使 得机 匣加 工成本 居高 不下 。 件 之一 ，新 型发 动 机 的研制 和批 产需 求对 机 因此 ，必须 加快 航空 机 匣零件 高效 加 工 匣制 造质量 和加 工 效率提 出 了更高 的要求 。 工艺应 用研 究 步伐 ，提高 发动 机制 造工 艺 水 欧 美等发 达 国家在 航空 机 匣 的研 制 技术 平 和生产效 率 ，为 我 国高水 平航 空发 动机 的 直 遥遥 领先 ，并 形成 了稳 定 可靠 的批 产能 制造 提供技 术保 障 。 力 ，但是 该类 零部 件 的制造 技术 对 我 国严密 １航空 机 匣工艺 特点 分析及 方案 制定 航空 机匣 零件 主要 是用 来 固定 、 连接 、 定 封锁 ，特 别是 在加 工工 艺 和专用 编 程软 件方 面 。我 国在航 空 发动 机 的研制 方 面采用 “ 引 位发动机零部件的壳体 ，按结构设计主要分 进一 吸收 ” 的战略 ， 并取 得 了一定 的成果 。 从上 成环形机匣和箱体机匣两个大类 。高压涡轮 世 纪九 十年 代起 ，国内相 关单 位专 门针 对 某 机 匣属 于整体 环形 机匣 ， 图 １ 如 所示 。 型 发动 机机 匣 的五坐 标数 控加 工进 行技 术攻 关 ，基 本解 决 了整体 机 匣的 五坐标 数 控加 工 问题 ，并开 发 出了专 用 五坐标 数控 加 工 系统 软 件 。 是 ， 我 国航空 发动机 的制 造水平 但 目前 与国外 差距 仍较 大 ， 表现 出生 产 周期长 、 工 加 质量 不稳 定 、 造成 本高 等特 点 ， 影 响和 制 成为 制约 航空 工业发 展 的最 主要 因素 。 以机 匣生 产为 例 ，主要 问题 表现 在 以下