精密电解加工技术在航空发动机制造中的应用

     航空发动机所使用的叶片、叶盘、机壳等零件具有结构复杂、精度和表面质量要求高、所用材料强度大等特性，这就造成了这类零件加工起来具有很大的难度。单一的一种加工方法很难解决以上所有问题，必须要根据具体情况合理选择加工方式，甚至是将多种方式进行组合，才能达到零件的工艺要求。而电解加工可以成为一种重要的加工方式，在航空发动机零件的生产中发挥巨大的作用。

    叶片电解加工

    曾经，电解加工并不被认为是加工叶片的一种好的选择。因为这项技术存在精度不高，需要后续整形抛光，设备落后、电解液过滤与产物处理繁琐等一系列问题。所以很长时间里，叶片电解加工一直被叶片精铸和精锻技术所压制。但随着电解加工技术水平的大幅提高，尤其是精密电解加工的出现，其正逐渐取代其他加工方式，成为叶片加工的首选工艺。

    叶片精密电解加工采用两个电极，能够在一道工序内同时完成对叶片的叶盆、叶背、进排气边缘、根部和缘板的加工，加工效率很高，而成本相对较低。在高品质电解液作用下，电极采取振动进给方式，在匹配相适应的高频加工脉冲，对材料可以实现精确的蚀除，达到很高的形状精度和较低的表面粗糙度。在加工超薄叶片和形状不规则的叶片时，精密电解加工的优势更加明显。

    目前阶段，精密电解加工的叶片型面精度可以达到0.03毫米，表面粗糙度达到0.6微米，并且通过了振动疲劳考核试验，在叶片生产中得到了广泛地应用。

    机匣壳体电解加工

    机匣壳体加工需要很大的材料去除量，如果采取其他加工方式，效率远低于电解加工。对大中型机匣，电解加工采用大加工面积的电极，可以高效去除材料。但是这种方式需要大型加工设备，并针对不同结构的机匣设计各种不同规格的加工电极和工装系统，一次性投资大，工艺准备喝实施过程复杂，所以只适合大批量生产。

    而对中小型机匣而言，这种工艺准备喝实施起来要容易得多，不仅不存在加工变形和刀具干涉等问题，而且可以在壳体内外壁上准确加工出各种形状，其优势要远远超过切削加工方式。国外航空发动机制造商一直采用电解加工方式进行机匣的批量生产，建有各种机匣量产的电解加工生产线并具有成熟的加工工艺，国内个别机型采用了电解加工进行机匣量产。

    整体叶盘电解加工

    整体叶盘式航空发动机零件中最为重要的整体复杂结构件，盘体上几十个周向密集分布的叶片，各个叶片的型面、进排气边缘、根部和叶间流道的尺寸、形状、位置精度及表面质量非常不容易把握。这就给此类零件的加工制造带来了很大的困难。

    目前常用的加工方式有数控铣削和精密电解加工。依据各自特点，前者更适合加工大型整体叶盘，而后者在体积较小、厚度较薄、叶间通道较窄以及叶片分布密集的整体叶盘加工中更有优势。

    整体叶盘电解加工包括叶型初成形加工和叶型精密终成形加工两道工序。叶型初成形加工采用套料电解方式，在叶盘坯体上预先开槽，加工出大致形状并留1到2毫米的加工余量。这道工序对精度要求不高，因此主要追求加工效率。而叶型精密终成形加工采用振动电解方式，

    对上一道工序的产品进行精密成形加工，要求尺寸精度和表面粗糙度达到最终的工艺要求。

    目前，德国MTU公司和国内的北京航空制造工程研究所都已在高温合金整体叶盘加工中采用了精密电解加工，加工成品通过了超转考核试验，结果非常理想。未来随着精密电解加工技术的进一步发展，它有望成为航空发动机制造中一个不可或缺的组成部分。