中航工業(yè)南方航空工業(yè)（集團）有限公司 葉 波 鄭學(xué)著 黃袖清 陳艷芳

多余物指粘附和殘留在航空發(fā)動機零組件上一切不需要的多余物質(zhì)，特別是內(nèi)部油路的多余物在加工中非常容易被忽視，但對發(fā)動機的性能、安全性、可靠性和壽命有很大影響，嚴重時甚至引起發(fā)動機事故。近年來，多余物引起的發(fā)動機故障屢見不鮮。本文重點探討零件加工過程中內(nèi)部油路多余物防止和去除的工藝方法和措施。

1 零件加工內(nèi)部油路多余物防止和控制現(xiàn)狀

1.1 常見的多余物情況和工藝要求

多余物產(chǎn)生原因有很多，內(nèi)部油路多余物去除和防止在很多以前的工藝要求中沒有提及；有的工藝資料雖然明確了去除要求，但沒有明確方法或者操作性差。具體情況有以下幾類：

（1）鑄造毛坯零件內(nèi)腔和油道留有的型砂和亞麻油等異物。對鑄造毛坯內(nèi)腔和油道的型砂，工藝規(guī)程一般提出了去除要求，但沒有明確方法，因此操作者不管是打磨、銼、刮或用特殊的鋼繩清除一般是憑經(jīng)驗和感覺；對于機匣毛坯疏松浸潤后殘留的亞麻油一般沒有去除要求。

（2）螺紋、孔口、翻邊處和交接面等處的毛刺。每個零件都有去除毛刺的要求，但多數(shù)情況下太籠統(tǒng)，油道口的一些交接面或常規(guī)難以去除的型面一般沒有明確方法，螺紋進口和收尾去除毛刺的要求一般操作者不明白，許多內(nèi)腔翻邊處毛刺去除不了，沒有工藝方法保證。

（3）非噴涂面的噴涂殘留物、機床冷卻潤滑油的油垢、涂膠后溢出的多余膠。噴涂工序一般在非處理表面有清理和防護要求，但防護方法很多不合理，噴涂后經(jīng)常清理不干凈；冷卻潤滑油殘留的油垢和涂膠后溢出的多余膠一般在零件最終檢驗時要求目視檢查，看不到的地方就沒有要求。

（4）零件型腔和內(nèi)部油道留有油污、切屑、灰塵等異物。大部分機匣和噴嘴有內(nèi)部油路的零件最終入庫前均安排沖洗工序（或用壓縮空氣吹），但沖洗要求較簡單，沖洗壓力也不夠，未明確指出要沖洗的每條油路；只有極個別零件安排了超聲波清洗；一般零件的型腔只是入庫前在防銹室進行一般清洗（未安排清洗工序），清洗非常馬虎；防護方法一般采用堵蠟（或上工藝堵頭），由于化蠟前蠟上切屑未清理干凈，造成切屑進入油路，有時化蠟不徹底，油道殘留余蠟的情況。

1.2 常用工裝和沖洗設(shè)備

對于復(fù)雜油路多余物的防止和去除，采用了工具（工裝）和沖洗設(shè)備。

（1）工裝。主要采用工藝堵頭，但許多堵頭材料選擇不合理，使用中經(jīng)常出現(xiàn)拉毛或掉塊，形成新的多余物源。沖洗時一般配置了沖洗夾具，但夾具設(shè)計簡單，難以保證沖洗壓力，并且沒有考慮多條油路貫通時沖洗的有效性。

（2）沖洗設(shè)備?，F(xiàn)有油路沖洗設(shè)備一般是壓力沖洗和超聲波清洗機（均采用煤油介質(zhì)）。不管是制造質(zhì)量還是沖洗方法，壓力沖洗機的有效性均有問題，許多設(shè)備通常內(nèi)腔表面毛糙、焊縫不光滑，很多地方均有可能滯留多余物，沖洗完成后臟物可能不會流到濾網(wǎng)上，影響目測檢查要求,判斷是否沖洗干凈僅憑目測濾網(wǎng)有無多余物。

超聲波清洗機一般系參考國外超聲波清洗技術(shù)要求購置，但許多設(shè)備存在清洗槽較小等問題，大一點的零件無法清洗，由于沒有循環(huán)過濾系統(tǒng)，必須將所有油倒出才能去除槽底的沉積物，使用時考慮煤油成本，換油常不及時。

1.3 工序間過程控制和工藝要求

（1）多余物的防止和控制要求從毛坯投入開始直到發(fā)動機交付出廠，工藝資料只要求控制到零組件交檢合格，交檢后入中央倉庫再到裝配現(xiàn)場，一般不提防護要求，也未在包裝和運輸上采取必要措施。

（2）交檢前工序間的防護措施遠遠不夠，偶而采用防護措施也不盡合理（如很多在使用的防護罩為帆布，存在難以清洗等問題，因此會帶來嚴重的二次污染）。

1.4 檢測方法

（1）對多余物現(xiàn)在的檢測方法只是目視，對于內(nèi)部油路有部分零件采用了內(nèi)窺鏡檢查（也是目視），但判斷是否干凈、清潔沒有量化標準。

（2）對有復(fù)雜內(nèi)部油路、油腔的機匣類零件沒有安排專門工序，多余物檢查同零件尺寸檢查合在一起，由于復(fù)雜類機匣無法做到一次交檢合格，在返修過程中難以避免形成二次多余物。

2 國外航空發(fā)動機制造公司相關(guān)工藝

2.1 加拿大普惠公司多余物的防止和工藝控制方法

從普惠的工藝資料和現(xiàn)場多余物控制來看，對多余物防止和控制的規(guī)范嚴格，標準高得多。

（1）每道工序間切屑的清除采用清洗槽，防止把切屑帶入下道工序。

（2）機匣類零件油路多余物沖洗干凈后，判斷是否沖洗干凈采用濾網(wǎng)稱重檢測（這是防止和控制多余物的核心工藝方法），設(shè)備制造標準很嚴（空白試驗的要求是：在沒有零件時，通過封閉、手動、封閉3個循環(huán)共15min左右的沖洗，濾網(wǎng)重量增加不超過零件沖洗時驗收標準的10%——5mg）。

（3）大量使用工位器具和工藝堵頭，設(shè)計合理巧妙，有效地防止了多余物。

（4）對于有內(nèi)部油路的零件，壓力沖洗前均安排超聲波清洗。

2.2 法國透博梅卡公司多余物的防止和工藝控制方法

（1）根據(jù)零件在發(fā)動機上的用途進行了分類，對發(fā)動機零組件專門編制了標準進行分類，明確清潔度要求，對滑油和燃油管道系統(tǒng)油道內(nèi)的微小多余物定義為微粒污染，根據(jù)微粒的尺寸太小進行了清潔度等級分類（共用0～9這10種等級類型），并規(guī)定了每類不同零件可接受微粒的尺寸最大量。

（2）對于微粒尺寸大小的測量方法專門編制了標準，定義了沖洗機使用的沖洗液的清潔度檢驗方法和零組件清潔度檢驗方法。

（3）其他有關(guān)多余物控制要求的標準有：零件的清洗方法；內(nèi)部油路的固體微粒污染；內(nèi)部油路固體微粒污染的檢驗方法；內(nèi)部油路零件的清潔度要求。

（4）從現(xiàn)場清洗沖洗設(shè)備看，配有大量的普通清洗槽用于工序間切屑清除（與普惠公司一樣），內(nèi)部油路的最終壓力沖洗既有手動沖洗機，又有可翻轉(zhuǎn)和噴嘴可移動的程序控制的自動沖洗機，沖洗壓力可調(diào)，最大壓力可達10MPa。

（5）沖洗合格后，包裝前用清晰度較高的內(nèi)窺鏡檢查每1個內(nèi)腔和每1條油路，檢查完后每部位均有記錄，直接用塑料袋密封包裝好入庫。

（6）防護堵頭和堵蓋配置非常齊全，同時采用不同顏色區(qū)分各種功能的工藝堵頭和堵蓋，大的機匣和部件無法密封包裝的，就直接帶工藝堵頭和堵蓋入庫。

3 防止和控制多余物的措施

分析零件加工內(nèi)部油路多余物防止和控制的現(xiàn)狀，對比國外多余物治理的先進工藝，可以從3個方面入手：（1）從工藝方法上防止多余物進入油路；（2）加強沖洗效果；（3）制定多余物檢測規(guī)范。

3.1 防止多余物進入

3.1.1 過程防止多余物進入

加工過程中防止切屑、灰塵等進入油路或油腔中，因此加工中要將各油路進出口堵住，一般采用蠟（或潤滑脂）和一些專用螺堵。堵蠟一般用于光孔和毛坯形成的孔，因為在化蠟過程中易將切屑帶入油路中，因此采用堵頭、心棒、蓋板等機械方法更便于切屑的防止和清理。3種常用堵頭見圖1。

3.1.2 加工工藝的改進

部分機匣類零件油路彎曲多支路，且由機械加工部分和毛坯鑄造油路組成，在機械加工和毛坯鑄造管路接通過程中，切屑易掉入管道中且無合適方法清理，為了使機械加工產(chǎn)生的切屑不進入油道，在接近部位采用電火花工序加工，因電火花只會產(chǎn)生小的粉末狀切屑，便于沖洗。

3.1.3 護罩或防護袋的使用

使用防護罩或防護袋保護工件。在加工運輸或零件存放過程中，飛濺的切屑或粉塵易進入零件內(nèi)腔或油路中，在零件運輸或存放過程中用防護罩將零件保護起來。

3.1.4 工序間的過程控制

協(xié)作工序間的多余物防止。機匣類零件有許多協(xié)作工序，如焊接、噴涂、氧化、電鍍、噴漆等，加工前應(yīng)明確對各油路、氣路、孔口、窗口的保護，并規(guī)定檢查方法。

圖1 常用堵頭示意圖Fig.1 Diagram of common plugs

3.1.5 堵蠟、化蠟注意事項

一些零件內(nèi)腔或油路不方便用專用堵頭等方法保護時，可采用堵蠟的方法，但在堵蠟、化蠟中應(yīng)采取以下措施：堵蠟時蠟層宜低于加工面；化蠟前應(yīng)盡量清除干凈粘有金屬屑的蠟；化蠟時要采用局部化蠟或者將零件孔口朝下，防止金屬屑進入零件內(nèi)腔。

3.2 加強沖洗的有效性

3.2.1 吸塵器的使用

對于輕合金機匣類零件，切屑多為細切屑或粉末，用壓縮空氣吹拂時易將零件表面切屑帶入內(nèi)腔或油路中，可以考慮吸塵器吸干凈零件表面及毛坯內(nèi)腔金屬屑。

3.2.2 提高沖洗效果

使用超聲波清洗去除多余物，超聲波清洗（“空化效應(yīng)”）主要依靠超聲振動產(chǎn)生壓力驚人的沖擊波，將表面污物粉碎、剝落，從而達到清洗的目的。因此超聲波清洗適宜于清洗粘附在零件表面的油污、切屑、型砂、殘余膠，也可為壓力沖洗作準備。

壓力沖洗是利用煤油或滑油在高壓下對零件內(nèi)腔、油路進行沖洗，將切屑、毛刺、型砂等多余物從零件中帶出來，是目前清除管道中多余物的主要方法。對于復(fù)雜的零件，組合工序之前要安排沖洗，檢驗工序之前和零件入庫之前都要安排沖洗工序，工藝資料要明確壓力、介質(zhì)、沖洗方法、沖洗部位等，沖洗工裝要完善。

3.2.3 改進沖洗設(shè)備

改進壓力沖洗設(shè)備和超聲波清洗設(shè)備，沖洗使用防護工具工裝。（1）設(shè)計制造自動大壓力的沖洗設(shè)備；（2）采用變壓力的振動沖洗設(shè)備來沖洗有復(fù)雜內(nèi)腔的零件；（3）壓力沖洗和超聲波清洗可以結(jié)合在一起，使一種設(shè)備具備2種功能，既可提高效率又可保證質(zhì)量；（4）對沖洗液制定標準定期檢測。

3.3 制定檢測標準

3.3.1 制定清潔度規(guī)范

制定發(fā)動機不同種類零組件的清潔度要求和多余物控制規(guī)范：（1）零件分類；（2）清潔度等級分類；（3）清潔度判別和檢測方法等。

3.3.2 改善環(huán)境

控制加工現(xiàn)場的工作環(huán)境，特別是沖洗環(huán)境和最終檢驗環(huán)境。

3.3.3 內(nèi)窺鏡的檢查

普及使用內(nèi)窺鏡檢查油路中多余物。

4 結(jié)束語

多余物防止和控制是發(fā)動機制造過程中一個龐大的系統(tǒng)工程，本文介紹了一些發(fā)動機零組件加工過程中的工藝措施和方法。實際上無論是發(fā)動機裝配中零組件檢查試車時多余物的防止和清理，還是整個發(fā)動機生產(chǎn)過程中質(zhì)量管理和過程控制，甚至發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工藝性，都是防止多余物的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)引起發(fā)動機制造業(yè)的足夠重視。