航空發(fā)動機(jī)制造是一個(gè)國家制造業(yè)的典型代表舒脐。它集制造業(yè)的設(shè)計(jì)沧侥、工藝瞎疼、材料、加工割卖、質(zhì)量控制等領(lǐng)域的高前酿、精、尖技術(shù)為一體鹏溯，具有承受載荷大薪者、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、數(shù)量種類多剿涮、制造精度高言津、質(zhì)量要求嚴(yán)、加工難度大等特點(diǎn)取试。其中的重要零部件制造是集新材料切削技術(shù)署氏、適應(yīng)新型結(jié)構(gòu)零件的新工藝、刀具制造技術(shù)馁掺、多軸數(shù)控編程及優(yōu)化處理技術(shù)晓够、虛擬仿真技術(shù)、切削變形控制技術(shù)寻币、型面精確檢測技術(shù)和無損探傷等前沿技術(shù)于一體的多方位擅锚、多種技術(shù)的交叉綜合研究與應(yīng)用。復(fù)合加工技術(shù)主要解決2 個(gè)方面的問題：特殊結(jié)構(gòu)與復(fù)雜結(jié)構(gòu)的加工瓶虽、難加工材料及脆硬材料的加工赊真。復(fù)合加工的主要特點(diǎn)是綜合應(yīng)用機(jī)械、光學(xué)珍诡、化學(xué)盒蚁、電力、磁力流體和聲波等多種能量進(jìn)行綜合加工尼袁，在提高加工效率和生產(chǎn)效率的同時(shí)陋晒，兼顧加工精度咽蚣、加工表面質(zhì)量及工具損耗等，具有常規(guī)單一加工技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)萄窜。

　　航空發(fā)動機(jī)制造對復(fù)合加工技術(shù)的需求分析目前航空發(fā)動機(jī)制造工藝過程中應(yīng)用較為廣泛的復(fù)合加工技術(shù)有以下2種：（1）基于工序集中原則铃剔，以多種機(jī)械加工工藝為主的復(fù)合加工技術(shù)。例如：車削查刻、銑削番宁、磨削、鉆削赖阻、鏜削和絞削等工藝，其中的部分工藝可以一次性裝夾完成踱蠢。（2）特種加工方法與切削火欧、磨削組合，去除材料工藝方式的復(fù)合茎截。例如：激光苇侵、電火花和超聲波等特種加工方法與切削、磨削的組合企锌。以機(jī)械加工工藝為主的復(fù)合加工榆浓，是指零件在機(jī)床上僅用一次裝夾便可完成多種機(jī)加工藝的加工。特別適用于零件進(jìn)入精加工階段后其神，在一個(gè)工位上完成精車殴衡、精銑、鉆垄窃、鏜蟀腌、絞、攻絲多工序的連續(xù)加工吐莲。這種加工具有消除重復(fù)裝夾定位誤差抠偏、提高加工精度、縮短零件的生產(chǎn)周期陪瘟、減少工裝數(shù)量鞋剔、簡化工藝流程等優(yōu)越性，這是單一功能機(jī)床加工無法實(shí)現(xiàn)的阐逗。對實(shí)現(xiàn)工序集中復(fù)合加工技術(shù)池躁，應(yīng)用較多的有五軸車銑復(fù)合加工中心和五軸銑車復(fù)合加工中心2 種典型的機(jī)床。五軸車銑加工中心以車削功能為主韵谋，同時(shí)集成了銑削和鏜削等功能菠食。機(jī)床有3個(gè)直線運(yùn)動軸X、Y西设、Z 和2個(gè)圓周旋轉(zhuǎn)軸A瓣铣、B 或B答朋、C，配有刀具自動交換裝置和刀庫[2]棠笑。在車削中心基礎(chǔ)上增添用于回轉(zhuǎn)刀具的切削裝置發(fā)展而成梦碗，其功能相當(dāng)于1臺車削中心和1臺加工中心的復(fù)合，典型代表有奧地利WFL 臥式車銑復(fù)合加工中心蓖救。適合加工航空發(fā)動機(jī)盤洪规、軸和中小結(jié)構(gòu)類零件，這類零件以車削為主導(dǎo)工藝循捺、車削部位形位公差精度高斩例，車削去除材料量大。五軸銑車復(fù)合加工中心則以銑削功能為主从橘，除了具備加工中心原有的五軸運(yùn)動功能外念赶，在加工中心的基礎(chǔ)之上又增加了使工件回轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置。相當(dāng)于1臺加工中心和1臺車削中心的復(fù)合恰力。適合加工航空發(fā)動機(jī)零件中的機(jī)匣叉谜、葉盤類零件。這類零件以銑削為主導(dǎo)工藝镰饶，銑削工藝去除材料量大于車削工藝缆乐，銑削工藝比車削工藝復(fù)雜程度高。零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜烧骗，使得對機(jī)床的銑削功能要求較高禽糊。例如第五軸（A 或B）要有較寬的擺動范圍；主軸可以立式铜诽、臥式轉(zhuǎn)換嘶刚，不僅可以加工軸向端面孔，也可以加工與發(fā)動機(jī)軸線垂直的徑向孔或成一定角度的斜孔贺勿。較為典型的有德國DMG銑車復(fù)合加工中心紧碴。復(fù)合加工技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)部分零件中的應(yīng)用　　

　　航空發(fā)動機(jī)零件的整體化、結(jié)構(gòu)化甩卷、輕量化是大推比發(fā)動機(jī)的重要設(shè)計(jì)特性之一拔较。整體結(jié)構(gòu)件具有減重、減級劝薄、增效并提高可靠性的優(yōu)點(diǎn)槽畔，符合航空發(fā)動機(jī)零部件易維護(hù)、高可靠性和長壽命的服役需求胁编。例如將壓氣機(jī)盤和軸頸設(shè)計(jì)為一體的壓氣機(jī)盤厢钧，將轉(zhuǎn)子葉片和壓氣機(jī)盤設(shè)計(jì)為一體的整體葉盤等。整體結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜嬉橙，和原單體零件相比裝夾定位效果明顯削弱早直，使得零件剛性減弱寥假，加工中容易產(chǎn)生振顫。因而加工中零件個(gè)別部位容易產(chǎn)生變形霞扬，幾何尺寸和表面質(zhì)量受到一定程度影響糕韧。單體葉片加工時(shí)可以夾緊葉片的軸頸部位，同時(shí)用頂尖頂住葉冠喻圃，一個(gè)方向夾緊萤彩，一個(gè)方向支撐。整體葉盤銑削葉片時(shí)只能以夾緊輪轂的前后緣板斧拍，葉冠無支撐雀扶，葉片在懸臂狀態(tài)下加工，工藝性明顯劣于單體葉片肆汹。因此整體結(jié)構(gòu)零件基本上融合了原來兩個(gè)單體零件夏握，盤和葉片的加工難度。

　　整體葉盤和機(jī)匣類零件是公認(rèn)的航空發(fā)動機(jī)制造中難度最大的零件之一甫蚊。其工藝流程復(fù)雜既包含常見的機(jī)械加工車、銑子钾、鉆即贰、鏜、絞团弧、磨疲籍，又包括了特種加工如噴涂、噴丸幔瓮、熱處理等谐浆，工藝流程長達(dá)幾十或數(shù)百道工序。

　　整體葉盤類零件可以應(yīng)用銑車復(fù)合加工中心谅练，葉身型面銑削加工姿记，輪盤表面的精車加工，以及進(jìn)透劈、排氣兩端的精密連接孔加工可以同時(shí)集中在一臺機(jī)床上加工梧却。同理，機(jī)匣類零件也可以將機(jī)匣外型面銑削和內(nèi)型腔的車削以及前后端面精密連接孔鉆败去、鏜加工放航，同時(shí)在銑車復(fù)合加工中心上集中完成。加工結(jié)束后圆裕，可以應(yīng)用機(jī)床上配備的在線測量功能广鳍，檢查加工結(jié)果，形成加工吓妆、測量一體化赊时。這類機(jī)床應(yīng)該具備立式吨铸、臥式轉(zhuǎn)換功能，其中銑削以臥式加工為主蛋叼，車削則以立式加工為主焊傅。由若干級壓氣機(jī)盤裝配而成的轉(zhuǎn)子，可以在配備了動力磨削頭的車加工中心上狈涮，精修圓周徑向基準(zhǔn)后狐胎，在車削裝夾定位基礎(chǔ)之上，立即磨削各級葉片葉冠端面楣苇，是應(yīng)用復(fù)合加工的又一實(shí)例粮按。車銑復(fù)合加工中心適合加工以車削工藝為主，銑削工藝為輔的零件绿凄。五軸車銑復(fù)合加工中心的B 軸擺頭車削技術(shù)已转，對于加工航空發(fā)動機(jī)零件中一些形狀復(fù)雜的半封閉型腔凸顯出相當(dāng)大的優(yōu)勢，是近年來發(fā)展較快的新技術(shù)蔓踩。一些機(jī)床廠家已經(jīng)將該項(xiàng)功能作為出售機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)配置之一  渗送。

　　高溫合金屬于難加工材料，也是航空發(fā)動機(jī)零件常用材料之一紧慧。高溫合金切削時(shí)產(chǎn)生的切削力大泰四、切削溫度高，造成工件熱變形盯窜，使尺寸和形狀精度發(fā)生變化兔页。同時(shí)加工中冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致刀具磨損加劇领靖。高溫合金零件的加工普遍存在加工成本較高俄洞、加工周期較長的特點(diǎn)。特別是高溫合金材料的整體葉盤槐秧，加工中需要切削掉的材料占整體毛坯鍛件的90％左右啄踊。當(dāng)?shù)毒咧睆叫∮讦?mm時(shí)，刀具系統(tǒng)剛性迅速減弱刁标，進(jìn)給降幅較大社痛，加工中容易出現(xiàn)斷刀現(xiàn)象，影響零件的表面質(zhì)量命雀。我公司針對難加工材料的開展了特種工藝加工研究蒜哀。對高溫合金材料的整體葉盤和機(jī)匣，采用電火花仿型銑工藝進(jìn)行粗加工吏砂，取代數(shù)控銑削的方法去除流道部位大部分材料撵儿。以葉盤為例，粗開槽加工時(shí)狐血，采用棒狀電極淀歇，分別給葉盆和葉背預(yù)留一定余量易核。然后進(jìn)行五坐標(biāo)銑削，即將電火花加工后的葉片進(jìn)行光整加工浪默，使葉身各處余量均勻牡直，給后續(xù)精銑加工奠定基礎(chǔ)。同直徑電極的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硬質(zhì)合金刀具薛淆，其價(jià)位還不到硬質(zhì)合金刀具的十分之一甜芭。與加工中心相比，電火花機(jī)床小時(shí)折舊費(fèi)用也低凑篇。

　　復(fù)合加工工藝注意要點(diǎn)：（1）防止加工中出現(xiàn)干涉霸臂。由于車銑復(fù)合加工中心增加了銑削加工時(shí)的主軸刀具回轉(zhuǎn)功能，使其不同于原來車床的滑枕加刀夾結(jié)構(gòu)托蜡，顯得較為龐大辈拔。在加工零件時(shí)，必須要考慮是否會與零件谢燎、夾具匙典、機(jī)床工作臺（或轉(zhuǎn)盤）產(chǎn)生干涉與碰撞。解決的方法是钧椿，應(yīng)用幾何虛擬仿真技術(shù)宜箩，虛擬仿真軟件環(huán)境建立零件、夾具陶店、機(jī)床工作臺（或轉(zhuǎn)盤）和機(jī)床銑削主軸準(zhǔn)確的三維數(shù)據(jù)模型戴卜，運(yùn)行數(shù)控加工程序逾条，檢查刀具軌跡是否過切琢岩，判斷銑削主軸是否與零件、夾具以及工作臺干涉师脂，并根據(jù)干涉具體情況采取有效措施予以調(diào)整担孔，通過加長刀具刀桿的長度，加高夾具的高度吃警，使銑削主軸有足夠的運(yùn)動行程空間糕篇。（2）工藝路線編排合理。車銑復(fù)合或銑車復(fù)合工序盡量安排在零件的精加工階段酌心，也即零件的最終成形加工階段拌消。粗加工或半精加工工序安排在常規(guī)設(shè)備上進(jìn)行。這樣既可以規(guī)避高端設(shè)備資源緊張的情況安券，又最大化的將車墩崩、銑、鉆侯勉、鏜等多個(gè)工藝集中鹦筹，一次性加工完成工件大部分加工铝阐，提高零件的加工精度。結(jié)束語復(fù)合加工技術(shù)為保證航空發(fā)動機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的加工質(zhì)量泌醋、提高加工效率昂游、降低生產(chǎn)成本、簡化工藝流程赌拒、縮短新產(chǎn)品的研制周期跳窖，提供了一個(gè)可行的方法。但是復(fù)合加工昙椭，應(yīng)綜合考慮零件的精度喜拥、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和加工成本的性價(jià)比，畢竟具有復(fù)合加工功能的機(jī)床目前仍屬于高端設(shè)備因饥，資源較少抹欢。展望國家航空業(yè)的發(fā)展前景，加快研制民用大飛機(jī)请立、大推比發(fā)動機(jī)步伐脉织，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)行業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展，是企業(yè)追求的重要戰(zhàn)略目標(biāo)捐憔。在市場競爭日益激烈的今天篙耗，一個(gè)新產(chǎn)品研發(fā)周期的長短，是衡量企業(yè)綜合實(shí)力的體現(xiàn)宪赶，因此復(fù)合加工技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景宗弯。   

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