基于电解加工技术的发动机机匣研究
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作者: 张云
摘 要：航空发动机性能的不断改进和结构设计的不断提高提高，发动机机零件及结构也发生了很大的变化越来越难加工材料和结构设计也越来越受到重视。本文在电解加加工工艺的基础上，通过对发电机机匣加工的工艺原理分析的基础上，对加工工艺遇到的问题提出了相应的措施。
关键词：电解加工；发动机；机匣
中图分类号：U464.9 文献标识码：A
航空发动机性能的不断改进和结构设计的不断提高提高，发动机机零件及结构也发生了很大的变化越来越难加工材料和结构设计也越来越受到重视。一个机器所具有的功能越来越多。机械加工具令箭有相同的形状，可用于单方向。机器电解加工切削提高工效比机械5-10倍。导致机械制造越来越困难，这就要求促进机器零件加工技术，具有先进的工艺方法适应机箱生产。一个发动机活塞发动机的水平，,曲柄连杆机构。其主要结构用机、圆柱体和部分，电解加工速度、表面质量好、加工从材料硬度范围。在理论上阴极不损失、加工的压力。电化学加工的成本可以减少很多工具，得到良好的表面质量，还可以简化程序处理。综上所述，机箱的电化学加工具有一定的优越性。
1 电解加工工艺
机匣整个外表面的成形，是针对不同的部位、选择不同的阴极加工来实现的。加工前，而阴极尺寸设计则直接影响到机匣型面的形状和尺寸，把具有相同几何形状和尺寸大小的块分为一组。因此，把机匣的型面按照电解加工最小加工单元形状分度，一般最大块的加工面积，注意避免二次腐蚀，先要对机匣的型面分度、分块、分组、分工序。分为许多块，将机匣整个型面分成若干个加工区域，再根据分度的角度大小，同时作为导电面，同组内的块采用相同的加工工序。分度盘上销孔分度精度决定机匣的分度精度。电解加工夹具首先要保证工件的可靠定位和夹紧，选取毛坯的下端面为基准面，这样导电面面积较大，即使有轻微的烧伤也会在后续的工序中去除，并要保证工件和阴极之间的相对位置及运动的正确性。夹具设有分度盘，盘上有定位圈，考虑到加工电源的额定功率等因素，机匣毛坯底部安装在定位圈上。分度盘与夹具底盘通过定位销定位。阴极结构设计决定着电解加工的可行性和合理性，即与加工精度有着密切的关系。夹具导电压板在夹紧工件的同时将导电面夹紧。通过分度盘将机匣加工区域按最小加工单元分度，且该表面尚有加工余量，上端面为夹紧面，设置定位孔。设计时由电解加工间隙确定阴极型面的尺寸，根据角度大小，并要保证加工过程中不会超差。此外，还要考虑阴极的强度、导电、密封和制造工艺等。
2 工艺难点分析
左、右两半机匣的组合加工通过两个定位销实现。精密螺栓安装孔与气缸的精确定位密切相关，定位销无法作为加工基准，也与曲轴支靠面（即曲轴轴向定位面）密切相关，如表1所示。难点主要集中在机匣高精度尺寸的控制及深孔的加工上。机匣组合后，必须进行工艺基准转换。
通过对各汽车发动机厂家调研得知，通常采用的加工工艺为粗镗-半精镗-精镗，通常均为精镗后珩磨作为曲轴孔的最终工序（曲轴孔在缸体上，基体为铸铁材料）。同时，而对于曲轴孔的加工，少部分厂家采用组合导向，即镗杆在零件加工过程中，有前导向、后导向及中间导向作导向支承。为保证各镗孔的同轴度要求，精镗选用单面镗床。为了改变镗杆的受力状况，减少镗杆的振动，提高直线镗孔的质量，多家公司都采用粗镗为双面镗削加工，多家公司都采用多刀头、拉镗和错开镗孔的加工方法，主动测量、刀具磨损自动补偿装置也在镗孔中普遍应用。为克服镗杆过长、刚性差的缺点，更多的厂家则无组合导向，精镗为一刀直接镗到位，采用具有静压导向的专用镗刀杆，通常在夹具上设相应的滚动导套来提高工艺系统的刚性。
3 措施
3.1 选用合适刀具
进行镗铰加工，设计、制造刀具是关键的第一步。由于镗刀太长，整体用硬质合金不经济，为减少镗刀杆自重的影响，可以将刀杆做成空心的。根据现场刀片的磨损形态，发现所采用的刀具和被加工材料不匹配。另外，刀具与工件材料之间的正确匹配也是实现高效加工的关键。另有一转包机匣件，材料是含高钴的镍基高温合金，在采用硬质合金刀具加工时加工效率极低，刀具磨损严重，且不能保证尺寸精度和表面质量。高钴镍基高温合金比一般的镍基高温合金难加工得多，切削抗力更大，切削温度更高。为了使冷却液能喷到零件里，真正起到冷却的效果，可以将镗刀做成带内冷装置的。必须要选择与被加工材料在物理、化学和机械性能都匹配的刀具才能保证顺利加工。刀杆全长上4个方向都有导条，与刀刃及刀柄的跳动在全长上保证跳动不大于0.005。
3.2 分开切削
为消除切削过程中的振动，我们将孔壁有缺口或交叉的补齐，使镗开孔时受力平衡。切削用量的选择也十分重要，依据刀具的有效直径科学地给出切削深度，在叶片的高效加工中，主轴转速、每齿进给量。除选用合适的刀具及合理的切削参数外，我们将粗、精镗分开进行。在试验中根据被加工零件的材料（高温合金）和加工条件（高速铣机床、复杂型面的叶片），为防止工作切削引起的变形，选择在物理、化学和机械性能匹配的刀具，再根据刀具样本给定的线速度和工艺给定的加工余量计算出主轴转速。提高粗加工孔的质量，切削用量基本一致。精加工时，我们要求刀具每次加工前进行跳动检查尽可能使各孔的余量均匀，为提高刀具安装的准确性。依据每齿进给量和主轴转速计算进给速度。然后根据正交试验法试验多组数据，从而进行优化。
3.3 选择合理参数
刀具设计后，选择合理的切削参数也至关重要。切削参数选用过低，加工效率低，表面光洁度不好；切削参数选用过高，刀具寿命低，容易打刀。通过不断摸索，零件材料为，铸铝ZL105，人工时效，硬度HBS70，Al-Si系合金，淬火用水冷却。建议选用如下切削参数表2所示。
结语
航空难加工材料零件的高效加工是一个系统工程，电解加工工艺的可行性和合理性，夹具、刀具系统、工艺、刀具材料和切削参数都对高效加工有很大影响。机匣电解加工的工艺参数，充分发挥其优势，得出了在流场、电场和电化学场作用下机匣表面成形的特点和相应的变化规律，这些经验在进一步实践中已取得了良好的实际应用效果。加工中只对阴极稍做修整，机匣电解加工后表面光滑，无流纹、二次腐蚀，表面质量良好，尺寸符合要求。随着研究的不断深入，机匣电解加工将作为一项关键技术，而被越来越多地应用到航空发动机制造中。
参考文献
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