航空发动机零件加工中线切割加工工艺的运用分析

1、航空发动机零件加工中线切割加工工艺的运用分析摘 要：线切割加工是当前主要的零件加工方式之一， 其强调了加工技术的精密性。此外，这种加工技术还具有多 种优势，主要表现为加工变形小、自动化程度高。这种加工 技术无需特定电极支撑，就能够达到较高的加工精度，适用 于一些加工难度较大的航空发动机零件制作方面。本文通过 分析线切割加工工艺的基本原理，进而探讨了这种加工工艺 在航空发动机零件加工中的具体应用。关键词：航空发动机；零件加工；线切割加工；运用中 ?D 分类号： TG48 文献标识码： A 一、线切割加工的基本原理分析及机床介绍（一）线切割加工技术的原理。线切割加工技术，是一 种利用线状电极和工件

2、间的运动的进行的加工方式，能对工 件进行脉冲放电加工。在整个加工过程中，该技术会借助脉 冲电源的辅助作用，对工件的尺寸和形状进行控制，脉冲电 源主要有正负两极，其中电源的负极连接电极丝，正极则连 接工件，通过这样的设定，能让电极丝的移动在工件上完成 形状的设定和尺寸的控制。工作台的控制方式有多种，最重 要的控制有光电跟踪控制、 数字控制以及靠模成形控制 3 种， 现代使用范围相对广泛的就是数字控制，数控线切割机床逐 渐发展成为核心技术。（二）线切割加工机床介绍。 电机线运行速度快慢不一， 根据不同的运动速度，可以将线切割机床分为两种基本的类 型，分别为慢走丝式机床和快走丝式机床。在我国目前使用

3、 的线切割设备之中，有超过九成以上都是快走丝式设备，快 走丝式设备相较慢走丝式线切割机床而言，其快走丝式线切 割机床电极丝的运丝速度更高。这是因为快走丝式线切割机 床中的电极丝，都是用熔点更高的金属材料所制成，不仅保 障了电极丝的正常使用，还可反复进行使用。此外，由于快 走丝线切割机床的结构相对简单，而在精度的控制上，技术 的发展也使切割精度日益提高， 目前已经可以满足± 0.03mm 范围内精度要求，其快走丝线切割机床的加工厚度能达到 200mm 以上。 叠加上国产线切割机床更为便宜的因素， 且加 工零件的成本不高， 并且对生产加工环境的要求不高， 因此， 这种设备在航空发动机零件

4、加工中的应用非常适用。与快走 丝线切割机床比较，慢走丝线切割机床的精度更高，甚至能 够达到微米级精度要求。但是这种机床电极运丝速度比较 慢，电极丝的材料主要是黄铜丝，不能重复使用，该材料在 切割过工件后就会废弃，减少了电极丝损耗对加工精度的影 响。为确保机床加工精度的稳定性，慢走丝线切割机床的工 作环境要保持恒温，机场内部要配置大型工作液过滤装置。二、线切割加工工艺在航空发动机零件加工中的具体应（一）吹风叶片加工中对线切割加工工艺的应用。在发 动机制造过程中，需要大量的叶片和叶栅做实验，不同种类 的叶型需要的叶风叶片的数量也不同，对于叶片的技术要求 相对较高。传统发动机的制作过程，往往会使用机

5、加工与手 工抛光相结合的方式，其叶片加工的工序比较繁杂。在具体 的加工过程中，需要设计大量的工装，同时还需要编制工艺 规程，花费的加工周期较长。使用线切割加工工艺可以改变 传统工艺加工的技术难题，一方面可以避免大厚度加工中出 现的问题，另一方面还可以解决加工过程中的断丝情况。由 于叶风叶片的普遍在 100mm 高度以上，而快走丝线切割加 工机床的加工极限也与这次数值相当，因此在加工中容易发 生短路事故，无法保证工件的正常加工。采用线切割加工工 艺，通过对线切割机床的考察， 采用了性能相对较高的机床， 在叶风叶片试制中对不同的冷却液进行比较，对冷却液配置 方案进行最优选择，能有效解决因此问题导致

6、的短路，从而 确保大厚度切割加工工作的有序进行。而在加工中出现的断 丝情况，则可通过改进使用材料帮助解决。（二）锁片加工中对线切割加工工艺的应用。航空发动 机中的锁片有着多种的规格与尺寸，而每种规格的锁片都是 以复数的情况存在的，甚至部分锁片可达几百件。就目前来 看，锁片生产大多采用磨具冲压法进行生产，这种方式的生 产周期一般较长，阻碍了航空发动机的发展。因此在试制发 动机的过程中，相关人员需要对设计不断进行改进，还需要 对锁片尺寸加以改进，在这种状况下，采用传统冲压工艺无 法适应发动机试制要求。采用切割加工工艺进行小批量的锁 片生产，同时，可通过数控加工设计对锁片尺寸及形状进行 随时调整，这

7、样不仅能提高锁片的生产效率，也能保证锁片 的加工质量。随着线切割工艺的应用，在发动机型号研制中 全部采用线切割工艺，一定程度上缩短了加工周期，节省了 大量的加工费用。（三）叶片榫槽加工中对线切割加工工艺的应用。航空 发动机轮盘叶片的安装通常有 3 种方式：即圆弧型、 枞树型、 燕尾型，其中的枞树型和燕尾型是采用线切割加工技术进行 加工。传统的加工榫槽一般都是采用拉削加工方式，这往往 需要运用大型立体拉床或组合式拉刀进行加工工作。一般来 说，拉削加工的效率较高，且加工精度也更好，在大批量的 榫槽加工工作中较为适合，缺点是拉刀的制造费用也很高。 采用线切割加工工艺加工发动机盘和叶片测频夹具榫槽，具 有良好的加工效果。结语 线切割技术是目前比较先进的一种加工技术，具有独特 的技术优点，因此被广泛地运用于航空发动机的零件加工之 中。采用线切割加工工艺代替传统的加工工艺，拓展了这种新型加工工艺的应用范围。此外，采用线切割加工工