航空發動機作為飛機的心（xīn）髒，是集尖端設計技術和尖端製造技術於一身的高精密機械體，故每個發動機零件都受嚴（yán）格（gé）的尺寸和技術條件控製，能否檢測準確真實的反映加工情況同樣（yàng）重要，鋁合金由材料自身（shēn）具備質輕，易加（jiā）工（gōng）等多（duō）個優（yōu）點（diǎn）被越來（lái）越多的應用於航空領（lǐng）域，但（dàn）具備優點的同時（shí）鋁合金也受到加工自身溫度變化和外界環境溫差等（děng）因素影響檢測的真實值，通過數據積累和實踐應（yīng）用得（dé）出（chū）溫度補償技術，從而解決溫度對鋁合金加工和檢測（cè）的影響。

      1 零件加工背景和問題

      零件加工背景

      本文中主要以美國普惠公司（Pratt &Whitney Group ）鋁合金零件為例進行論述，大型（xíng）薄壁鋁合金零件是指零件（jiàn）直徑在φ700-1500mm 或更大直徑，壁厚在2.184-3.04mm之間，零件結構多半封閉型麵，該類零件多為發動機機（jī）匣外罩或低壓壓氣機外套，由於零件壁薄（báo）易變形，所以對加工和檢測（cè）要求都極其嚴格。例如PW2000 機型的低壓壓氣機（jī）5級環罩，輪廓以曲麵為主，最大（dà）外徑尺寸φ820mm， 高66.116mm， 型麵壁厚2.667 ±0.127mm，技術條件（jiàn）最嚴要求為0.05mm（見圖1）。

      1.2 問題

      零（líng）件加工時刀具和數控程序經過（guò）驗證完全適合加工，加工過（guò）程中測量值與加工（gōng）情況相符，加工後測量值也符合工藝要求，但零件進入（rù）最終產品檢測得出的（de）結論卻與（yǔ）加工過程（chéng）中檢測的（de）結論（lùn）有很大差異，這個差異往往造成零件超差甚至（zhì）報廢。

      2 溫度補償技術（shù）

      2.1 影響因素

      經過分析，得到鋁合（hé）金受外界環境（jìng）溫度影響熱脹冷縮，影響是多方麵的：

      首先，零件在加工中零件表麵被冷卻液（yè）冷卻而零件內部溫度仍然很高，所以零件會有所膨（péng）脹，測量值並不真實；

      其次（cì），加工後過程檢驗在加工現（xiàn）場室內溫度不固定的情況下（xià）檢測和最終在檢驗室常溫溫度20 攝氏度環境下檢測的（de）結（jié）論都會受溫差的影響產生誤（wù）差；

      第三（sān），現場加工（gōng）過（guò）程中使用的標準件材質大（dà）多為（wéi）工具鋼（gāng），膨脹係數0.0000117 遠低於鋁合金的0.0000225，所以在同一環境下二者的變形量不同（tóng），利用標準件（在室（shì）溫下檢測並標刻的實際值） 檢測零件也會產生測量（liàng）誤差導致零件最（zuì）終超差。

      2.2 溫度（dù）補償技術

      溫度補償技術的引入就是（shì）針對鋁合金零件在加工過程中檢測和產品最終（zhōng）檢測等環節中零件本體內（nèi）外（wài）溫差，零件與（yǔ）檢測（cè）標準件間溫差及零件所在環境間溫差造成零件檢測差異的補償，確保產品檢測結論的真實性和準確性。針對這些因素，我們對零件現場加工後檢測數據進行記錄，並使用紅外線測溫儀（yí）對零件和標準件溫度（dù）進行測量記錄，之後再與（yǔ）零件（jiàn）進入（rù）標準室溫（20℃±2℃）的檢驗室檢測的數據進行對比，經過反複的數據對比和分析找了零件直徑尺（chǐ）寸受溫度影響的主要原因：零件加（jiā）工過程中產生的大量切削熱（rè）雖然被鋁削（xuē）帶走，同時也有冷（lěng）卻液（yè）對零件進行冷卻，但加工中測量是與加工（gōng）穿插進行（háng）的，零件溫度不會立即降到測量用標準（zhǔn）件的溫度，這樣的測量得到的並不是零（líng）件真（zhēn）實值；另外一個次要因（yīn）素是生（shēng）產廠房溫度，經過（guò）長期的生產經（jīng）驗廠房的溫度在夏季與冬季也存在一定溫差，也會（huì）影響零件測量的（de）真（zhēn）實值。並且我們從不同零（líng）件和尺寸（cùn）的數據對比來看，零（líng）件自身直徑越大，這種誤差也越大。

      通過對（duì）數據的（de）對比分析，我們建立了一個零件測量直徑尺寸，零件溫度值，測量用標準件溫度值，零件膨脹係數和標準件材質膨脹係數對直（zhí）徑測量變化量之間的函數關係：

      S=(（C1-20）*B1-(C2-20)*B2)*L

      S：直徑的變化（huà）量/C1：零件溫度/B1：零件的膨脹係數/C2：標準件的溫度/B2：標準件的膨脹係數/L：測量直徑的尺寸根據上麵的公式，現場加（jiā）工中零件的直徑尺寸應該（gāi）為L+S，當S 為負值（zhí）時，零件的直徑尺寸會變小，當S 為正值時（shí）零件的（de）尺寸會變大。

      2.3 溫度補償表

      由於溫度有一個變化範圍，操作工人不可能在每次測量後都進（jìn）行一次繁瑣的計算，為了方便直接應用，隨時查看變（biàn）化（huà）量，我們專門（mén）製作了一個EXCEL 表格（gé），稱為溫度補償表，表格裏麵（miàn）編輯了計算需要的每個元素以及計算公式。當（dāng）輸入不同（tóng）的直徑（jìng）數值時，相應的變化量（liàng）是不一樣的。標準溫度為20℃，當零件溫度和標準件溫度都是20℃時，零件的尺寸不（bú）會發（fā）生變化。

      溫度補償技術實際應用

      我們還（hái）以開篇提到的零件（jiàn）實際加工中應用溫度補償變進行補償為例（lì），零件1B6755 型麵點（diǎn）外徑尺寸為φ725.75±0.127mm，其溫度補償表如下：

      當標準件溫度（dù）為22℃，零件溫度為23℃時（shí），零件實際尺寸為φ725.75+0.032。

      上表中標準件溫度、零件溫度、零件的膨脹係數和標準件的膨（péng）脹係數為固定值，零件尺寸為（wéi）輸入值。

      有了溫度補償表大大方便（biàn）了溫度補償技術（shù）在實（shí）際加（jiā）工中的應用，條件（jiàn）允許（xǔ）的情況下（xià），最好采用精（jīng）度為0.5℃的溫度測量計。標準件的溫度測量（liàng）完成（chéng）後就可以通（tōng）過表格查找出（chū）直徑的變化量。然後根據變化量補償加工零件。溫度補償技術可以全麵應用於（yú）大型薄壁鋁合金類零件的（de）加工和（hé）檢測中。

      經驗總結（jié）

      鋁合金加工與溫度補償技（jì）術的配合應用，保證了在各種環境中使（shǐ）用不同（tóng）材質測量工具都能得到真（zhēn）實的測（cè）量值。關鍵點就在於準確的測量溫度，測量時要保證溫度穩定後再去補償（cháng），因為（wéi）零（líng）件表麵溫度並不是整個（gè）零（líng）件真實（shí）溫度的表現，加工熱大部分集中於零件內部，溫差測量後要做的就是準確的測量了。這樣技術的（de）應用大大的提高了大型薄壁鋁合金零件的加工質量，並得到了很好的推廣應用，航空領域零件的設計水準（zhǔn）正在不（bú）斷提高，也同樣對（duì）加工行業提出了更高的要求，不斷探索新的加工（gōng）技術是保證高精尖產（chǎn）品完美交付的基礎。