中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 贵州 贵阳 550000
摘要：伴随当前科学技术快速发展，数控技术慢慢变成航空发动机制造过程中一个非常关键的技术，数控技术在进步和发展的过程中，让航空发动机设计理念逐步发生变化，零件在设计过程中逐步由整体化复杂化，向精细化方向靠拢，这也让数控技术快速发展的过程中提出了新要求和挑战。
关键词：航空发动机；数控技术；现状；发展趋势
1 航空发动机数控技术现状
1.1 自动化程度不高
虽然国内很多数控设备已经普及，然而在自动化程度方面和欧美的先进发动机企业相比，依然还存在着非常大的差距，数控加工的时候，诸如换刀、加工零件、装夹等都要求操作人员进行操作，但是国外一些知名大公司，比如说罗罗公司、ge公司等航空零件在加工的过程中已经逐步趋向于信息化自动化、高度专业化，基本上已经让无人干预操作实现，对于一些关键零件的加工，也初步进行了过程监控，尽管我国的很多企业，已经拥有了相当数量的先进数控设备，然而因为这些发动机的零件相对而言比较复杂，材料加工方面比较困难，另外很多时候需要进行人工干预，所以就产生了生产效率低、加工成本高的问题。
1.2 国产数控系统发展滞后
从当前的情况分析发现，国际上最大的数控系统生产企业是日本的法兰克公司，一年可以生产50万套以上的数控设备，市场占有率达到了40%，紧随其后的是德国的西门子公司，在市场占有率方面达到了15%以上，因为航空发动机的零件构成相对比较复杂，而且要求非常高的技术，国产数控系统和机床部件在加工过程中很难达到要求。
1.3 关键技术成熟度低
数控技术逐步包含发动机加工过程中的每一个环节，然而很多高精尖的技术，我国的掌握成熟度和国际水平相比差距依然很大，虽然很多关键技术在零件的应用当中已逐步获得非常大的进步。比如说整体叶盘的数控加工技术，然而很多技术在拓展应用的时候，问题依然很多，要进行进一步的研究，使他可以成熟，比如说高速高精度控制技术、多轴联动复合加工技术、薄壁零件变形控制技术等，还需要进行进一步的分析和研究等待突破。
2 航空发动机数控技术
2.1 航空发动机数控加工技术
2.1.1 高速铣削技术
通常情况下，高速铣削使用的是高的切削速度，小的径向，适当的进给量，一定的铣削深度。铣削的过程中，很多的铣削产生的热量会被切屑带走，所以工件表面温度比较低，但是伴随铣削速度进一步加快，效率往往会有所下降，造成表面的质量大大提高，让加工率随之而提高，让金属去除率保持恒定在切削的时候是非常重要的，分层切削要比仿行切削更有优势，刀具切入的过程中需要保持顺畅，并且保证刀具的轨迹是一个平滑过渡的，刀具轨迹如果比较好的话，可以让切削的质量进一步提高。
2.1.2 钻铣技术
钻铣技术主要针对的是整体叶盘流道。刀具主要是可转位式机夹U型钻头，通常情况下铣削工艺去除材料所使用的刀具为铣刀，但是钻铣技术一般情况下是用钻孔工艺的刀具，也就是新型的U钻加工。可以让大量材料快速去除，在工具的使用方面具有非常大的不同，这种技术改变了先前采取的策略，把钻孔加工使用过程中的刀具用在了型面加工的过程中，进行钻孔刀具选择的过程中需要确保刀具的刚性比较好，零件行腔要求刀具可以进行排屑，刀具需要具有内冷功能，刀具要求切削效率高，而且寿命比较长，U型刀具结构就具有这样的设计，而且排屑功能和刚性都比较强。
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2.1.3 插铣技术
插铣法又可以被叫做Z轴铣削法，插铣主要是为了让金属切屑中的一些切除率比较高的操作，提供合适的方法插铣，加工进给的速度比较低。在进行航空加工的领域主要是和一些曲面加工或者一些深槽加工，以及因为结构相对比较复杂，而需要进行悬伸加工的零件，插铣加工可以让刀具的径向切削力大幅下降，这样的话就比较稳定，可以对切系统振动现象进行抑制，让切削效率进一步提高。采用插铣加工所具有的优势是工件的形变情况比较小，而且机床的径向切屑率比较低，刀具选项的长度非常有利于工件进行操作，这样可以让保温合金材料的切槽得以实现，对于航空零件中一些诸如整体叶盘等相对比较复杂的结构件可以先进行毛坯的锻造，然后最终进行加工成型，这个过程中需要铣掉大量的材料，如果通过五轴联动变位插铣的手段，就可以防止加工过程中产生振动的问题，让这类零件初加工的效率上升50%以上。
2.1.4 摆线铣削技术
摆线铣削，对高速铣削是非常合适的。在加工的时候刀具会沿着一条固定半径的曲线进行运动，这样可以让刀具运动过程中，进给量保持一致，在高性能数据设备上，通过这种摆线加工的方法，可以让毛坯材料大量的铣削去，让效率进一步提高，对于一些比较难以加工的材料也能进行加工，而且具有非常明显的优势。
2.2 数控机床在线测量技术
航空精密制造过程中使用数控机床对质量进行控制，已经是非常普通的了，但是用高速轴加工进行制造的时候，也会出现很多问题，需要寻求一定的方法进行解决，使用原始cad模型进行理论研究。做数控加工控制的过程中，严格对制造的时候的尺寸精度、公差、形位公差、过程余量和工艺评估调整都是非常合适的手段，在线检测可以让粗加工和半精加工等诸多阶段精度更好地得到控制，在加工的时候，当零件没有从数控机床当中卸下的时候，可以进行判断是否还需要进行加工或者进行返工，利用这种监测手段可以让加工质量进一步提高，并且让大量的加工时间节省下来。
2.3 先进数控工艺编程技术
从当前的角度分析，国外很多数控加工工艺技术和编程技术已经非常成熟，基本上可以达到工艺编程、仿真控制系统在cad系统中集成使用。在工艺设计和程序编制的过程中，还可以做出很好的仿真效果，并且对需要加工的工件进行智能化的编程，让数控编程和加工效率进一步提高，工艺设计和数控编程能够并行实现，并且，发现一些隐藏着的工艺隐患。
3 航空发动机数控技术发展趋势
3.1 高速度与高精度化
数控加工中有两个非常重要的数据指标，一个是速度，一个是精度。他们对加工效率和质量产生直接影响，现在新型的加工中心一般情况下会采用32位升至64位的微处理芯片。这样可以让最小移动单位进一步的缩小，并且增加最大速度和主轴转速。
3.2 高智能与集成化
智能化技术是数控加工利用体现出来的一个非常重要的标志，他可以通过自适应的方法进行控制，运用人机对话自动编程等设施，让切屑用量系统建立完善，通过自诊断技术让故障更好的排除，通过对系统体积的小型化，可以让机械设备和电子设备融为一体，从当前的角度分析，高端系统都会使用三维安装方式，利用触摸屏或者液晶显示屏来进行显示。
3.3 高度网络化与开放化
为了得以进行网络化和开放化。很多数控系统都采取了高速串行接口，现代数控加工中心为了让自己的自动化水平进一步提高，实现企业工厂自动化、规模化的要求，让不同厂家不同类型数控机床，达到联网的目的，纷纷进行了工业控制网络的设计，与此同时传统的数控系统，一般情况下采用一些专用的封闭式系统，每一个厂家的产品之间无法进行兼容，造成升级和维护的困难，越来越无法达到市场对数控技术的基本要求，所以进行开放式的数控系统设计非常重要，目前很多企业进行试用。
结束语
航空发动机行业数控技术的发展非常重要，而且任重道远，虽然我国数控技术只是基本能够达到现在的生产要求，和国外先进的制造企业还有很大的差距，但是我们一定要不断加强努力，让这种差距进一步缩小，另外航空发动机的技术理念也在逐步更新，零件设计过程中慢慢向精细化整体化方向发展，我们一定要不断的更新技术和理念，只有这样才能达到产品设计的新要求。
参考文献
[1]杨金发，张军，李家永，杨万辉.航空发动机先进数控加工技术应用分析[J].金属加工(冷加工)冷加工,2015(11):3-6.
论文作者:高育峰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/22
标签：加工论文; 刀具论文; 过程中论文; 数控论文; 技术论文; 零件论文; 数控技术论文; 《防护工程》2017年第21期论文;