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摘 要：对于航空事业而言，航空发动机具有至关重要的作用，其加工质量会对航空事业的发展造成直接的影响，而铝合金零部件是航空发动机的重要组成部分，但在加工过程中，往往会受到各种因素的影响，从而出现加工变形问题，无法在航空发动机当中进行正常使用，同时也会降低航空发动机的整体质量，进而限制航空事业的发展，因此，本文针对航空发动机当中的铝合金零部件加工变形问题进行讨论，对造成这种问题的原因加以了解，并探讨减少加工变形问题的具体措施。
关键词：航空发动机；铝合金零部件；加工变形
铝合金材料不仅有着良好的导热性和导电性，而且具有抗腐蚀能力强、塑性高以及重量小的特点，此外，在物理性和机械加工性方面也较为突出，因此，其在航空发动机制造领域得到了广泛的应用，而在铝合金加工方面，目前较为常用的方法就是切削加工，但在实际加工中发现，铝合金零部件往往会受到残余应力的影响而出现变形问题，导致零部件的精度无法满足相关标准的要求，这样不仅会加大零部件的加工成本，还会对航空事业的快速发展造成一定的阻碍，所以，有必要针对减少加工变形的具体措施进行深入的研究。
一、造成航空发动机铝合金零部件加工变形问题的主要原因
1、铝合金毛坯加工过程中的残余应力影响
在对铝合金零部件进行加工时，如果不能确保加工工艺的精益性，非常容易在铝合金金属当中出现受力不均的问题，而且金属受到热胀冷缩作用的影响，其在加工过程中也会出现受热不均匀的问题，导致金属加工期间有缺陷问题产生，而航空发动机当中的铝合金零部件通常件体较薄，在对其进行体积压缩时，难以保证结构的均匀性，导致铝合金零部件当中会存在一些残余应力的积存，在这些残余应力发挥效用以后，就会造成零件的变形，使其在使用过程中难以真正的发挥效用，不利于航空发动机的正常使用。
2、机械加工中的残余应力影响
在对铝合金零部件进行切削加工时，在刀具与零部件表面进行接触时，会造成一定的塑性变形问题，并在铝合金零部件表面形成较高的残余应力，同时会有一部分积存在零部件当中，在这些零部件完成加工以后，会对零部件产生一定的作用力，导致加工之后的零部件出现变形问题，从而造成变形超差无法满足使用需求。
3、冷校直过程中的残余应力影响
在使用铝合金进行航空发动机零部件加工的过程中，需要进行不断的锻造，而航空领域对于零部件的加工精度具有很高的要求，在零部件加工过程中往往需要进行冷校直处理，在此期间，会有较高的压力作用在零部件上，会使其出现塑性变形，但将校直作用去除以后，处于自由状态的铝合金零部件当中的残留塑性变形应力就会在其中形成残余应力，并积存在零部件当中发挥作用，造成零部件的变形，对其质量产生影响[1]。
二、减少铝合金零部件加工变形问题的具体措施
1、减少内部残余应力对加工质量的影响
为了对铝合金零部件当中的残余应力进行有效的减少，以此来达到提升零部件加工精度的目的，需要将铝合金零部件中能够对加工精度造成直接影响的残余应力加以确定，具体可以通过加工残余应力的检测试验进行判定，其中造成零部件加工变形的主要应力即为加工铝合金毛坯料过程中热锻造产生的残余应力，而影响最小的因素就是切削加工过程中形成的残余应力，该应力作用在铝合金零部件加工变形中的影响比较有限，此外，在对铝合金零部件进行粗加工以后，通过时效处理所释放出的残余应力对于铝合金零部件的质量影响也相对较小。
而想要对铝合金零部件的加工质量进行有效的提升，避免其在加工之后出现残余应力影响造成加工变形问题，还需要针对铝合金零部件的相关加工工艺予以优化，由于热锻造过程中形成的残余应力会对铝合金零部件的质量造成较大的影响，所以，在该阶段加工的过程中，应该对其中积存的残余应力进行有效的释放，并实现加工工艺的合理优化，具体可以对铝合金零部件进行切割，使其成为两个半环，从而达到释放零件内部残余应力的目的，使零件当中的残余应力可以进行重新的分布，通过该环节的优化，能够尽可能的降低、乃至消除零件当中的残余应力，确保加工的质量；针对铝合金零部件加工进行工艺优化时，可以在精加工以前，采用独立加工的方式，对整环件进行处理，根据图纸要求，对铝合金零部件当中的组合相配面基准进行处理，而对于其他部分只需要按照粗加工的标准进行处理即可，而且铝合金零部件不需要进行钻孔操作，在粗加工完成以后，需要保留相应的加工余量，使其能够高出零件切断之后产生的变形量[2]。
2、降低装夹方式对零部件加工质量的影响
在对铝合金零部件进行加工的过程中，为了确保加工质量，需要针对装夹零部件的方式进行优化处理，而既有铝合金零部件夹装主要是选择较大的端面作为装夹支撑，对于小端面则使用压板进行压实，压板数量为6个，由于没有在角向进行定位，且少于6个支撑点，所以该定位属于不完全定位，运用这种装夹方式会使零部件受到装夹作用的影响，产生较大的变形问题，进而对零部件的精度造成影响，通过改进以后，可以使用定位销结合内控基准的方式进行装夹定位，在此过程中，要保证压板能够将零部件压紧，而且改进之后夹具当中的定位元件会对夹装的6个自由度进行有效的控制，形成完全确定的位置，实现了完全定位，使装夹变形问题得到了有效的控制，使零部件加工质量得到了相应的保证[3]。
3、热处理方式以及切削要素选择
铝合金材质的硬度低、导热性能好，能够适应高速切削操作，进行粗加工时，可以设置较大的走刀量和切削速度，由于零件为薄壁，所以，在进行半精加工时，粗加工切削速度可以设置在2＼3左右，而精加工则需要将切削速度控制在3/1，且要保持慢走刀，使零件表面能够具有较高的加工质量，确保其加工的尺寸精度，从而消除变形問题。
利用淬火和人工相结合的方式进行毛坯处理，能够对组织晶粒进行均化，使组织硬度得到有效的提升，在完成粗加工以后，要运用时效与固溶相结合的处理方式改善零件切削加工的性能，使其中的加工应力能够得到均化或消除，时效处理需要在半精加工完成以后进行，这样将加工应力有效消除，使零件在加工以后不会出现变形问题，而且通过对时效处理进行稳定的循环，可以稳定零件加工组织，使其加工质量满足相关标准的要求[4]。
结语：
综上所述，相关单位在对航空发动机中的铝合金零部件进行加工时，一定要对造成加工变形问题的原因加以了解，以此为根据对减少变形的相关措施进行有效的应用，以此来保证此类零件的加工质量，使其能够有效满足航空发动机的使用需求。
参考文献：
[1]周成.减少航空发动机铝合金零部件加工变形的措施[J].科技资讯，2017，15（20）：103-104.
[2]杨传勇，尚志亮，韩广帅.减少航空发动机铝合金零部件加工变形的措施[J].科技创新与应用，2016，26（32）：129.
[3]陈涌曜.航空发动机铝合金零部件加工变形问题及解决措施[J].科学中国人，2017，10（4Z）.
[4]邱磊，蔡靖凯，孙敏， 等.航空发动机铝合金筒体关键件锻造成形工艺[J].锻压技术，2018，43（4）：16-21.
关键词：航空发动机；铝合金零部件；加工变形
铝合金材料不仅有着良好的导热性和导电性，而且具有抗腐蚀能力强、塑性高以及重量小的特点，此外，在物理性和机械加工性方面也较为突出，因此，其在航空发动机制造领域得到了广泛的应用，而在铝合金加工方面，目前较为常用的方法就是切削加工，但在实际加工中发现，铝合金零部件往往会受到残余应力的影响而出现变形问题，导致零部件的精度无法满足相关标准的要求，这样不仅会加大零部件的加工成本，还会对航空事业的快速发展造成一定的阻碍，所以，有必要针对减少加工变形的具体措施进行深入的研究。
一、造成航空发动机铝合金零部件加工变形问题的主要原因
1、铝合金毛坯加工过程中的残余应力影响
在对铝合金零部件进行加工时，如果不能确保加工工艺的精益性，非常容易在铝合金金属当中出现受力不均的问题，而且金属受到热胀冷缩作用的影响，其在加工过程中也会出现受热不均匀的问题，导致金属加工期间有缺陷问题产生，而航空发动机当中的铝合金零部件通常件体较薄，在对其进行体积压缩时，难以保证结构的均匀性，导致铝合金零部件当中会存在一些残余应力的积存，在这些残余应力发挥效用以后，就会造成零件的变形，使其在使用过程中难以真正的发挥效用，不利于航空发动机的正常使用。
2、机械加工中的残余应力影响
在对铝合金零部件进行切削加工时，在刀具与零部件表面进行接触时，会造成一定的塑性变形问题，并在铝合金零部件表面形成较高的残余应力，同时会有一部分积存在零部件当中，在这些零部件完成加工以后，会对零部件产生一定的作用力，导致加工之后的零部件出现变形问题，从而造成变形超差无法满足使用需求。
3、冷校直过程中的残余应力影响
在使用铝合金进行航空发动机零部件加工的过程中，需要进行不断的锻造，而航空领域对于零部件的加工精度具有很高的要求，在零部件加工过程中往往需要进行冷校直处理，在此期间，会有较高的压力作用在零部件上，会使其出现塑性变形，但将校直作用去除以后，处于自由状态的铝合金零部件当中的残留塑性变形应力就会在其中形成残余应力，并积存在零部件当中发挥作用，造成零部件的变形，对其质量产生影响[1]。
二、减少铝合金零部件加工变形问题的具体措施
1、减少内部残余应力对加工质量的影响
为了对铝合金零部件当中的残余应力进行有效的减少，以此来达到提升零部件加工精度的目的，需要将铝合金零部件中能够对加工精度造成直接影响的残余应力加以确定，具体可以通过加工残余应力的检测试验进行判定，其中造成零部件加工变形的主要应力即为加工铝合金毛坯料过程中热锻造产生的残余应力，而影响最小的因素就是切削加工过程中形成的残余应力，该应力作用在铝合金零部件加工变形中的影响比较有限，此外，在对铝合金零部件进行粗加工以后，通过时效处理所释放出的残余应力对于铝合金零部件的质量影响也相对较小。
而想要对铝合金零部件的加工质量进行有效的提升，避免其在加工之后出现残余应力影响造成加工变形问题，还需要针对铝合金零部件的相关加工工艺予以优化，由于热锻造过程中形成的残余应力会对铝合金零部件的质量造成较大的影响，所以，在该阶段加工的过程中，应该对其中积存的残余应力进行有效的释放，并实现加工工艺的合理优化，具体可以对铝合金零部件进行切割，使其成为两个半环，从而达到释放零件内部残余应力的目的，使零件当中的残余应力可以进行重新的分布，通过该环节的优化，能够尽可能的降低、乃至消除零件当中的残余应力，确保加工的质量；针对铝合金零部件加工进行工艺优化时，可以在精加工以前，采用独立加工的方式，对整环件进行处理，根据图纸要求，对铝合金零部件当中的组合相配面基准进行处理，而对于其他部分只需要按照粗加工的标准进行处理即可，而且铝合金零部件不需要进行钻孔操作，在粗加工完成以后，需要保留相应的加工余量，使其能够高出零件切断之后产生的变形量[2]。
2、降低装夹方式对零部件加工质量的影响
在对铝合金零部件进行加工的过程中，为了确保加工质量，需要针对装夹零部件的方式进行优化处理，而既有铝合金零部件夹装主要是选择较大的端面作为装夹支撑，对于小端面则使用压板进行压实，压板数量为6个，由于没有在角向进行定位，且少于6个支撑点，所以该定位属于不完全定位，运用这种装夹方式会使零部件受到装夹作用的影响，产生较大的变形问题，进而对零部件的精度造成影响，通过改进以后，可以使用定位销结合内控基准的方式进行装夹定位，在此过程中，要保证压板能够将零部件压紧，而且改进之后夹具当中的定位元件会对夹装的6个自由度进行有效的控制，形成完全确定的位置，实现了完全定位，使装夹变形问题得到了有效的控制，使零部件加工质量得到了相应的保证[3]。
3、热处理方式以及切削要素选择
铝合金材质的硬度低、导热性能好，能够适应高速切削操作，进行粗加工时，可以设置较大的走刀量和切削速度，由于零件为薄壁，所以，在进行半精加工时，粗加工切削速度可以设置在2＼3左右，而精加工则需要将切削速度控制在3/1，且要保持慢走刀，使零件表面能够具有较高的加工质量，确保其加工的尺寸精度，从而消除变形問题。
利用淬火和人工相结合的方式进行毛坯处理，能够对组织晶粒进行均化，使组织硬度得到有效的提升，在完成粗加工以后，要运用时效与固溶相结合的处理方式改善零件切削加工的性能，使其中的加工应力能够得到均化或消除，时效处理需要在半精加工完成以后进行，这样将加工应力有效消除，使零件在加工以后不会出现变形问题，而且通过对时效处理进行稳定的循环，可以稳定零件加工组织，使其加工质量满足相关标准的要求[4]。
结语：
综上所述，相关单位在对航空发动机中的铝合金零部件进行加工时，一定要对造成加工变形问题的原因加以了解，以此为根据对减少变形的相关措施进行有效的应用，以此来保证此类零件的加工质量，使其能够有效满足航空发动机的使用需求。
参考文献：
[1]周成.减少航空发动机铝合金零部件加工变形的措施[J].科技资讯，2017，15（20）：103-104.
[2]杨传勇，尚志亮，韩广帅.减少航空发动机铝合金零部件加工变形的措施[J].科技创新与应用，2016，26（32）：129.
[3]陈涌曜.航空发动机铝合金零部件加工变形问题及解决措施[J].科学中国人，2017，10（4Z）.
[4]邱磊，蔡靖凯，孙敏， 等.航空发动机铝合金筒体关键件锻造成形工艺[J].锻压技术，2018，43（4）：16-21.