趙忠陽
摘 要:電加工技術從其技術價值上講其實是覆蓋了一些技術的短板,屬于技術升級形態(tài)。其可通過利用電能對構件或過程進行控制和加工,極大程度的減少了切割應力的誤差因素,能有效保證微小零件的尺寸精確需求。從理論上講電加工技術的受用面和效果都較為樂觀,但在實際應用過程中仍然存在一些亟待開發(fā)的技術性問題。故筆者以其應用為題,細化分析了電加工技術的內容和改進措施,望能為相關制造行業(yè)人員提供些許幫助。
關鍵詞:電加工技術;航天發(fā)動機;電機工技術
引言:
就目前來講,電加工技術的應用范圍已經(jīng)觸及到了多個領域,尤其在航天制造行業(yè)中也有著極為優(yōu)秀的應用記錄,例如蜂窩密封環(huán)件電火花磨削加工等。而電加工技術的工藝種類較多,不同的類別在使用條件上也有一定的差異性。因此工作人員要以實際加工工藝需求為主擇優(yōu)選取。同時航空發(fā)動機因其施用范圍的特殊性,其發(fā)動機工藝成型質量要求也極為嚴格,基本上要綜合多種工藝內容進行,深入了解合金材料的物質特性,如此才能提升電加工的質量。因此分析其應用內容具備實際價值。
一、電加工技術在航天發(fā)動機制造中的應用
1、復雜零件空間角度小孔、異形孔加工
航空發(fā)動機的渦輪葉片、火焰筒等零件中有大量的冷卻氣膜孔,這些小孔數(shù)量多,空間位置復雜,精度和質量要求高,傳統(tǒng)的機械鉆削根本無法加工,采用多軸數(shù)控電火花高速打孔可以實現(xiàn)高效加工。電火花高速打孔的孔徑范圍為φ0.3~φ3mm,孔徑精度可達±0.05mm,表面粗糙度值Ra=6.3μm,孔內表面重熔層厚度一般為0.03mm左右,重熔層厚度與加工中的工藝參數(shù)有關,單個脈沖能量的大小對重熔層影響很大,因此打孔時要控制單個脈沖能量,獲得小的重熔層。
2、蜂窩密封環(huán)件電火花磨削加工
發(fā)動機上的蜂窩密封環(huán)是由0.05mm厚的高溫合金薄片制成,用機械加工方法很難加工,采用電火花磨削加工可以解決這類零件加工的難題。電火花磨削加工精度可達到0.1mm,表面粗糙度值Ra=6.3μm,加工效率較低,一般只有100~200mm3/min。
3、高效放電銑削加工
高效放電銑削加工是我國開發(fā)的具有自主知識產權的技術,它采用簡單的空心銅管作電極,對航空難加工材料可實現(xiàn)高效加工,效率高達2000mm3/min以上,在整體葉盤開槽和機匣型面加工上得到應用,實現(xiàn)了難加工材料高效低成本加工,該方法適合用于去除大余量的粗加工。
4、帶冠整體葉盤電火花加工技術
帶冠整體葉盤是航天發(fā)動機制造中的難點,車工工業(yè)的刀具在實際的切割過程中,會與整體葉盤造成干擾,帶冠整體葉盤零部件的空隙較小,不利于工具進行切割,另外零部件的合金金屬特性,致使切割工藝要求較高,長時間的精車工和工作難度影響了工作進度。多軸數(shù)控電火花成形加工采用五軸數(shù)控電火花加工帶冠整體葉盤,經(jīng)電火花加工其尺寸、形位精度均達到了設計圖樣要求。國內研制的五軸數(shù)控電火花成形機床的性能達到了國際水平,經(jīng)實踐該軟件功能強大,具有電極設計、加工程序自動生成等功能,是實用的軟件工具。
5、整體葉盤電解加工技術
電解加工是整體葉盤諸多制造方法中優(yōu)選方法之一。電解加工整體葉盤與數(shù)控銑削方法相比有著效率高、成本低等優(yōu)點,在批量生產中電解加工是實現(xiàn)整體葉盤優(yōu)質、高效、低成本的制造方法。隨著對電解加工的深入研究及計算機數(shù)控技術的發(fā)展,整體葉盤電解加工技術的研究有了很大進展,南航采用電解加工透平機上的整體葉盤,625所用電解套料加工了鈦合金的整體葉盤的流道,在電解加工整體葉盤上取得了可喜的成果。
6、葉片型面電解加工
葉片型面電解加工在國內應用較早,在20世紀60年代就已成功地應用于發(fā)動機葉片的生產,電解加工葉片型面加工效率高,尤其適合弱剛性薄葉片的加工,受到電解設備精度影響,國內葉片電解加工精度較低,電解加工后還需要進行機械精加工。國外已經(jīng)開發(fā)了精密微細窄脈沖電解加工技術,實現(xiàn)了葉片無余量精密電解加工。
二、提高航天飛機中,電機工技術的具體措施
1、加強專業(yè)人才的建設
航空專業(yè)不同領域的技術研究方向和內容也極為不同,因此航空制造相關公司要明確不同技術方向的人才需求,建立專項且具有針對性的人才招攬和培訓制度,培訓內容要以方向為準,以全方位素質建設為輔,保證專業(yè)人才在透徹本專業(yè)技術內容和掌握拓展能力的同時,也能明確其他方向的常識性技術內容。同時相關加工體系也要盡早完善,爭取在保證人才資源的條件下提升企業(yè)技術革新。
2、加強電加工技術革新
科技創(chuàng)新是航空類技術性企業(yè)保證行業(yè)地位,提升自身技術價值的重要渠道。尤其在航空領域的企業(yè)更要加緊技術的革新,要在堅固自身基礎技能知識的基礎上拓寬眼界渠道,明確航空專業(yè)的階段性發(fā)展趨勢。同時也要堅固人才隊伍,不間斷開展對外學習活動,針對電加工細節(jié)和總體等各個方面的技術改造并持續(xù)驗證,直至形成具有企業(yè)特征的技術品牌,進而在維護企業(yè)競爭地位的同時帶動國內航空事業(yè)的高效發(fā)展。
3、注重相關技術設備的創(chuàng)新和研究的持久性
在技術的革新中,沒有任何的科技成果能通過幾次的研討就能成功的,相關技術團隊要不斷的從失敗中總結教訓,引進先進的技術理念和工藝設備,對實踐經(jīng)驗進行科學的總結與吸收,創(chuàng)新電加工技術的研究道路,并對相關工藝設備進行技術革新,滿足研發(fā)的技術要求,進行持久性的研究,為航天事業(yè)的發(fā)展不斷開辟道路。
4、積極開發(fā)國內的現(xiàn)有技術
電加工技術的應用,能夠更加準確的實現(xiàn)機械構件的進度,避免了切割應力對于機械構建的形變,但是具體的電加工工藝需要進一步的完善。通過調研,我國各高校和研究機構對于航天事業(yè)電加工技術的研究工作,得到了較多的進展,我國技術人員在借鑒外國技術經(jīng)驗的同時,也要注重國內現(xiàn)有技術的開發(fā),如電液束加工技術,精密電解加工技術,高效放電銑削加工技術,這些工藝技術都具有較高的應用前景,急需專業(yè)的人員進行科研探究。
三、結束語
電加工技術是較為新穎,技術內容十分可靠的新型技術,能有效改善其他技術的加工誤差、效率等落后問題。尤其針對一些對切割、構建結構精準度要求較高的零件,電加工能最大限度的完成其技術需求,因此就目前國內航空方向可選技術而言,電加工明顯具有極高的發(fā)展趨勢。
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