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摘要：近年来,我国科学技术水平不断提升背景下,航空制造行业对于国家发展产生的积极影响也越发显著。在飞行器中航空发动机是最关键的零件,所以发动机典型零部件的数控加工技术对于整个航空行业发展也将起到显著影响作用。经研究发现,航空发动机零件制造具备较强复杂性,材料加工比较困难,容易出现材料变形问题,所以对航空发动机典型零部件问题进行研究也是一项十分必要的工作,这不仅代表整个国家制造技术水平,同时也标志着国防现代化的发展情况。
关键词：主要航空零部件；加工制造；质量控制研究
引言
航空制造正向着结构整体化、零件大型化、制造精密化的方向发展,复杂零部件在航空制造中的应用越来越广泛。零部件的几何精度直接影响整机的性能,故高精度几何外形的加工及检测对于飞机制造具有重要意义。三维几何配准技术可实现零部件测量模型与相应理论模型的对齐比较,是数字化辅助制造技术中零部件加工定位和精度检测的关键技术之一。
1零件加工特性
（1）部件结构比较复杂，需要采用大量轻量化材料进行飞机壁结构的组成。（2）飞机零部件加工材料难度较大。由于受到使用条件或是环境的影响，航空发动机使用材料中最关键的就是要保证质量轻、强度大，要具备显著耐高温性和腐蚀性。在多年的实践和探索过程中，金属复合材料和陶瓷基复合材料等先进的技术材料在航空领域中的应用也有了进一步增加。（3）毛坯材料切除率较大。整体毛坯零件和薄壁整体框架结构都需要用在毛坯整体锻造上，比如机匣、整体叶盘等零件中。由于零件外轮廓相对比较复杂，所以当前我国所掌握的锻造技术并不能有效实现小余量精化料要求，并且由于锻造余量较大，存在明显分布不均的情况，因此材料切除率更是超过百分之六十。
2典型零件加工
2.1叶片加工
航空发动机的叶片主要采用的是钛合金和高温合金等材料，材料切削性能不佳，不仅对零件的尺寸有着严格要求，同时对于表面质量要求也很高。叶片加工的复杂性主要是因为叶身多为复杂曲面组成，而曲面在原理上也被分为不同类型，比如直纹面和非直纹面等。在对直纹面进行加工的环节中，通常会采用常规数控机床进行加工，而对于自由曲面，则需要采用多轴数控机床。对叶片机械进行加工主要将磨削作为主要方式，并在专业叶片加工过程中通过计算机辅助作用的发挥，实现对叶片加工工作的有效开展。由于叶片在对表面进行加工的环节中通常需要借助大余量进行锻造，所以在数控技术的作用下也要进行抛光处理。
2.2整体叶轮加工
整体叶轮通常分为粗、半精细、全精细加工三个不同阶段。所谓粗加工就是在实际工作中通过对平底立铣刀或是圆角铣刀的也应用，对多余部分进行消除，对材料的切除效率相对较高。精细加工就是借助球头铣刀进行加工。对开式整体叶轮数控加工的环节中，首先要保证在毛坯环节中给车削加工回转的基本装药，确保对外形进行有效粗加工，之后再进行对叶片的细致加工。在对叶片进行加工的环节中，工作人员需要对数控编程问题进行有效关注，只有保证刀路工作轨迹不受到任何因素的影响，才能对切削轨迹进行有效完善，进一步实现独一工作效率的稳定提升。
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2.3CCAR-21-R4质量管理体系的构建
CCAR-21-R4质量管理体系的构建可借鉴GB/T19001-2016质量管理体系、按照CCAR21.137条和AP-21-04程序的要求，参考其他适航规章进行建设。（1）CCAR-21-R4质量管理体系可以GB/T19001-2016为基础进行框架构建。从而建立起从公司环境、相关方需求，风险控制、市场需求、适航监管为导向的、从产品设计、生产、更改、放行的产品实现全过程与全寿命管理的质量管理体系。CCAR-21-R4质量管理体系可以借鉴CCAR-145部对安全管理系统的要求，或参考GB/T19001-2016对风险和机遇的条款要求建立安全管理系统，从而对风险进行有效的管控。同时CCAR-21-R4质量管理体系必须按照CCAR21.320和CCAR21.370的要求明确质量管理体系的建设及其更改必须经得局方的审核与批准。（2）建立起完善的质量方针与质量目标。建立质量方针，确定质量目标是构建质量管理体系的首要任务，可参考GB/T19001-2016标准5.2条款“方针”和6.2条款“质量目标及其实现的策划”的要求进行建设。（3）建立文件控制和质量记录控制程序。参考GB/T19001-2016标准7.5条款“成文信息”；AC-121-59《航空器维修记录和档案》；AP-21-10《批准放行证书/适航批准标签的使用程序》；AP-21-04程序的要求，按照民航的文件格式和行业惯例，建立文件控制程序和质量记录控制程序，明确生产制造记录的更改方式，适航批准标签AC-038的填写规则等。（4）建立市场过程控制程序。参考GB/T19001-2016标准8.2条款“产品和服务的要求”建立与市场有关过程的控制程序，明确产品和服务的要求，确立以市场为导向，以服务客户为宗旨，以生产合格产品为核心理念的质量管理体系。
3制造技术的发展趋势
（1）新材料和新工艺。经研究发现，当前我国制造技术和材料行业的发展为航空发动机性能提升提供了极大的帮助作用，尤其是在发动机减重过程中的贡献更是十分突出，这也说明先进的材料和工艺手段对于发动机效率提升有着极大帮助，工作人员更需要在今后工作中加强对材料和工艺手段的研究。（2）高速切削技术和数控技术。高速切削是目前航空技术中构件进行机械加工的重要方式。（3）航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的最重要的组成零件，其不仅对飞机的性能、可靠性及经济性问题有着显著影响，同时更是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前，世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家，技术门槛很高，因此我国要想追赶发达国家的技术水平，就需要不断创新和探索，在技术水平的同时，实现对航空事业经济性的全面提升。（4）网络加工技术。网络加工技术主要就是对各环节加工设备中产生的数据进行收集和计算，从而实现对切削数据库的建立，并在资源共享的过程中，为后续管理者工作的开展提供更准确的工作和数据依据。（5）数字管理。在航空发动机的制造过程中，数字化管理主要包含了数字化样机、设计、加工等管理工作，所以只有不断提升数字化管理水平，才能确保产品在不同阶段实现有效的数据共享。
结语
综上所述，在目前我国航空发动机制不断提升的全新社会背景下，怎样才能确保航空发动机材料加工难度的控制，提升加工效率也成为了当前最重要的问题。我国机床制造企业通过和航空企业的有效合作，不仅在近年来提升了自身经济发展水平，同时对于工艺技术的发展也有了极大的积极影响。所以希望通过本文的研究，广大工作人员也能对这一问题引起关注，不断创新和探索有效的数控技术，为今后我国航空发动机零件制造水平提升奠定良好基础，实现数控技术的全面发展。
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论文作者:兰传彭
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/8/1
标签：加工论文; 航空发动机论文; 零件论文; 叶片论文; 材料论文; 零部件论文; 航空论文; 《防护工程》2019年8期论文;