摘要：航空发动机的性能高度依赖于叶片轮廓的设计和制造水平，对如何加工叶片的研究可以帮助提高这些零件的加工精度和效率。随着CNC技术的发展，目前正在通过CNC铣削技术来加工大量叶片，但是在铣削过程中，容易出现叶片的加工应力和变形，从而影响了加工精度。本文分析了叶片加工过程中变形的主要原因，并提出了优化叶片夹紧方法，优化加工参数，校正叶片加工变形和调整加工方法的方法。
关键字：航空发动机；叶片;变形控制
1概述
航空发动机是航空航天制造业的一项关键技术，由于其复杂的设计以及高的加工精度和可靠性，它们在现代工业加工和制造中是一个挑战。克服航空发动机的加工和制造过程中的各种问题，将提高中国航空发动机的制造水平，并改善航空发动机的性能。飞机发动机叶片是具有复杂曲面的较弱的刚性零件，难以加工并且在技术上也困难。本文在分析影响飞机发动机叶片加工质量的因素的基础上，对飞机发动机叶片的加工进行了分析和介绍。
2影响叶片变形的因素分析
作为航空发动机的重要组成部分，所有叶片的吞吐量约占航空发动机总吞吐量的60％，现代航空发动机的叶片轮廓变得越来越复杂，叶片主体的扭矩也增加了。由于叶片体更宽，更薄，前掠角更大等特点，很难加工复杂叶片的曲面，并且不容易保证加工精度。本文旨在分析影响叶片加工的主要因素，寻找控制叶片加工变形，减少叶片变形，提高加工精度的技术途径。
2.1叶片具有切割力
主要用于航空发动机叶片的钛合金和镍基高温合金通常是薄壁，较弱的刚性零件，具有大的扭转角，高轮廓精度，并确保某些航空发动机叶片的性能。劳埃德发动机叶片某些型号的最薄部分只有0.8毫米，尺寸更小，特别是对于进气和排气边缘的叶片部分的加工质量。以上特性均为航空发动机叶片。加工带来很大困难。判断外部机械力受叶片材料和尺寸特性的限制。如果铣削过程中切削力过大，则会导致叶片弹性变形，形成“叶片”。这种现象会在飞机发动机叶片的理论加工精度和实际加工精度之间产生一定的偏差，从而影响叶片的加工精度。/p>
另外，用于叶片的材料具有强的塑性变形抗性，优异的耐磨性和耐热性，从而使叶片的机械切割性能变差并且具有强的耐磨性。在大型叶片切割过程中，叶片具的磨损率导致使用后叶片具严重磨损，因此在加工过程中必须多次校正叶片具参数。叶片尖端和进气和排气边缘（例如硬质零件）在加工过程中尤为明显，机械加工后的弹性变形非常严重，极大地影响了叶片的加工质量。
2.2位置和夹紧误差
叶片的夹紧是影响叶片制造精度的重要因素之一。出色的叶片夹紧方法可提供出色的定位精度和稳定性。然而，在实际的机械加工过程中，叶片的夹紧增加了叶片的机械力，并且作用在叶片上的过大的机械外力由于过大的夹紧力而容易使叶片变形，这影响了叶片的加工。
2.3加工表面残余应力
在叶片加工过程中，叶片具在叶片上产生恒定的力，并以应力的形式存储。叶片处理完成后，原始坯料中的残余应力“平衡”被破坏，并且在应力的作用下，叶片达到新的“平衡”，残余应力的作用将导致叶片经受一定的变形和残余应力。如果太大，则变形变大并且变形量无法控制。通常，在叶片切割过程中产生的残余应力主要是机械应力和热应力，并且机械应力和热应力通过机械加工连续积累，避免了由于飞机发动机叶片的加工而产生的残余应力。您需要采取针对性的措施来积极解决它们。切割时，表层金属的塑料层会受到内层的低温金属的热膨胀的抑制而产生应力，在切割后的冷却过程中，表层金属的体积收缩会受到内层金属的干扰，从而产生残余拉伸应力。
3变形控制技术处理
3.1夹紧方法的优化
为了提高叶片的刚度，模拟叶片的加工变形以找到叶片加工中最大应力区域的变形部分，然后通过放置相关部分的夹紧或辅助支撑间接提高叶片的刚度。在减小在夹紧力的作用下翼型叶片的变形的同时，提高了叶片的抗变形性，减少了叶片的变形并提高了精度。同时，通过在叶片轮廓周围浇注熔融的低熔点合金来使用低熔点材料来支撑该材料。飞机发动机叶片加工的几何形状和轮廓精度要求不断提高；采用五轴加工中心可以提高飞机发动机叶片的加工精度；五轴加工中心实现整体成型，减少多次装夹。发生了错误。
3.2工艺和加工参数的优化
在切削过程中提高叶片具的转速和进给速度可以有效地改善叶片加工表面的表面粗糙度和表面质量。在铣削过程中，由于切屑在短时间内被去除，因此大部分切削热都被切屑去除，从而减少了工件的热变形。其次，由于减少了加工中切削层材料的软化部分，因此加工也可以减少加工。变形有助于确保零件尺寸和形状的准确性。
另外，使用冷却剂可以有效地减少切割过程中的摩擦，降低切割温度并减少叶片内部的热应力。合理使用冷却液在提高工具的耐用性，加工表面的质量和加工精度方面起着重要作用。在选择冷却剂的过程中，有必要综合考虑冷却剂的特性，叶片的材料以及加工过程中的热量和切屑的数量，以合理确定冷却剂的流量。因此，有必要合理使用足够的冷却液以防止零件在加工过程中变形。
使用加工余量分配来调整加工技术，提高叶片的加工刚度并通过工艺手段提高刚度，也是控制叶片的加工变形的有效手段之一。
3.3叶片加工变形预测与补偿
叶片变形的预测是基于需要对飞机发动机叶片的加工过程中的叶片力进行建模，以及在加工过程中针对加工过程中的叶片具轨迹来计算叶片的弹性变形。为了进行比较，模型和叶片具轨迹之间的差异应具有精确的锻造变形预测模型，并根据模拟计算，根据叶片的具体结构给出反应变量，并直接由叶片校正差异。毛坯的加工余量不足，有效地解决了叶片等复杂弯曲锻件的不均匀性问题。
航空发动机叶片误差补偿处理基于变形预防的概念，对于叶片加工过程中的CNC叶片变形，对叶片切削力进行建模，并将叶片表面上的残余应力分布与叶片具轨迹结合起来。叶片加工中的误差补偿方案是根据叶片表面残余应力的分布规律制定的，叶片补偿加工是一种影响加工工艺参数的加工方法，被广泛用作叶片变形的综合控制方法。
在叶片加工中，多重误差校正是基于单个校正试验切削的，综合考虑了先前校正所引起的再生应变，并通过此过程反复校正并重复了叶片变形校正模型。它会不断减少叶片的加工误差，直到叶片的加工精度达到相关的精度要求为止。在叶片加工中执行多个误差补偿过程可以显着提高加工精度，提高表面质量，降低叶片的缺陷率，并且在某种程度上还提高了叶片的加工效率。通常，叶片补偿处理可以达到补偿叶片加工变形的目的。
3.4使用硬砂轮进行高速磨削
钛合金和镍基高温合金通常用于航空发动机，它们的材料非常耐高温和耐磨。现代超硬磨削技术中使用的砂轮可以有效地在叶片表面上工作，并通过磨削完成叶片加工。高速磨削法具有磨削能力强，耐磨性好，耐用性高，磨削力低，磨削温度低等特点，低磨削应力和低温可有效降低作用在叶片上的机械应力和热量。减少压力。同时，磨削过程内应力小，无烧伤，裂纹等缺陷，可以有效提高叶片表面的加工质量，是一种可以很好地满足高性能发动机叶片精密加工需求的加工技术。
超快速磨削可以实现硬脆材料的延性磨削，并且对于钛合金和镍基耐热合金等难以破碎的材料也具有出色的磨削性能。超快速磨削技术可以提高工件的表面硬化程度，降低表面粗糙度值，提高表面完整性，因此，它应表现出很大的进步和卓越性，应加强对超快磨削技术的研究和应用。在叶片加工中发挥更大的作用。
4结论
航空发动机叶片是航空发动机制造中的重要和难点，它基于现有的加工技术，分析了影响航空发动机叶片加工变形的因素，并分析了影响航空发动机叶片加工精度的因素。该系统的结构特性与国际先进制造技术相结合，提出了改进措施和方法，以提高飞机发动机叶片的加工精度。同时，我们将总结叶片数控加工的工程经验，为中国航空发动机行业的发展做出贡献。
参考文献：
[1]郭文友.航空发动机叶片机械加工工艺[M].北京：国防工业出版社，1994.
[2]李成武.高温合金材料高精度薄壁盘环类零件加工变形控制研究[J].航空制造技术，2018，61（8）：88-92.