发动机类零件复合加工应用分析

2019年11月26日。航空发动机零件的整体化、结构化、轻量化是大推比发动机的重要设计特性之一。数控立式加工中心整体结构件具有减重、减级、增效并提高可靠性的优点，符合航空发动机零部件易维护、高可靠性和长寿命的服役需求。

叶片、叶盘等典型零件

例如将压气机盘和轴颈设计为一体的压气机盘，将转子叶片和压气机盘设计为一体的整体叶盘等。整体结构零件结构复杂，和原单体零件相比装夹定位效果明显削弱，使得零件刚性减弱，加工中容易产生振颤。因而加工中零件个别部位容易产生变形，几何尺寸和表面质量受到一定程度影响。

单体叶片加工时可以夹紧叶片的轴颈部位，同时用顶住叶冠，一个方向夹紧，一个方向支撑。立式加工中心机整体叶盘铣削叶片时只能以夹紧轮毂的前后缘板，叶冠无支撑，叶片在悬臂状态下加工，工艺性明显劣于单体叶片。因此整体结构零件基本上融合了原来两个单体零件，盘和叶片的加工难度。

整体叶盘和机匣类零件是公认的航空发动机制造中难度很大的零件之一。其工艺流程复杂既包含常见的机械加工车、铣、钻、镗、绞、磨，又包括了特种加工如喷涂、喷丸、热处理等，工艺流程长达几十或数百道工序，如图所示。

整体叶盘类零件可以应用铣车复合加工中心，叶身型面铣削加工，轮盘表面的精车加工，以及进、排气两端的精密连接孔加工可以同时集中在一台机床上加工。同理，机匣类零件也可以将机匣外型面铣削和内型腔的车削以及前后端面精密连接孔钻、镗加工，同时在铣车复合加工中心上集中完成。加工结束后，可以应用机床上配备的在线测量功能，检查加工结果，形成加工、测量一体化。这类机床应该具备立式、卧式转换功能，其中铣削以卧式加工为主，车削则以立式加工为主。

由若干级压气机盘装配而成的转子，可以在配备了动力磨削头的车加工中心上，精修圆周径向基准后，在车削装夹定位基础之上，立即磨削各级叶片叶冠端面，是应用复合加工的又一实例。