航（háng）空發動（dòng）機作為飛機的心髒，是集（jí）尖端設計（jì）技（jì）術和尖端製造技術於（yú）一身的高精密機械體，故每個發（fā）動機零件都（dōu）受嚴格的尺寸和技術條件控製，能（néng）否檢測準（zhǔn）確真實的反映加工情況同樣重要，鋁合金由（yóu）材料自身（shēn）具（jù）備質輕，易加工等（děng）多個優點被越來越多（duō）的應用於航空領域，但具備優點的同時鋁合金也受到加工自身溫（wēn）度變化和外界環境溫差等因（yīn）素影響檢測的真實值，通過數據積累和實踐應用得出溫度補償（cháng）技術，從而解決溫度對（duì）鋁合金加工（gōng）和檢測（cè）的影響。

      1 零件加工背景和問（wèn）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（dà）型薄壁鋁合金零件是指零件直徑在φ700-1500mm 或更（gèng）大直徑，壁厚（hòu）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匣外罩（zhào）或低（dī）壓壓（yā）氣機外套，由於零件壁薄易變形，所（suǒ）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5級環罩，輪廓以曲麵為主，最大外徑尺（chǐ）寸φ820mm， 高（gāo）66.116mm， 型麵壁厚2.667 ±0.127mm，技術（shù）條件最嚴要求為0.05mm（見圖1）。

      1.2 問題

      零件加（jiā）工時刀具和數控程序經過（guò）驗證完全適合加工，加工過程中測量值與加工情況相符，加（jiā）工後測量值也符（fú）合工藝要求，但零件進入最終產品檢測得出（chū）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報廢（fèi）。

      2 溫度補償（cháng）技術

      2.1 影響因素

      經（jīng）過分（fèn）析，得到鋁合金（jīn）受外界環境溫度影響熱脹冷縮，影響是多方麵的（de）：

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

      其次，加（jiā）工後過程（chéng）檢（jiǎn）驗在加（jiā）工現場室內溫（wēn）度（dù）不固定的情況（kuàng）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結論都（dōu）會受溫差的影響產生誤（wù）差；

      第三，現場加工過程中（zhōng）使用的標準件材質大多為工（gōng）具鋼，膨脹係數0.0000117 遠低於鋁合金（jīn）的0.0000225，所以在同（tóng）一環境下二者（zhě）的變形量（liàng）不同（tóng），利用標準件（在室溫下檢測並標刻（kè）的實（shí）際值） 檢測零件也會產（chǎn）生測量誤差導致零（líng）件最終超差（chà）。

      2.2 溫度補償技術

      溫度（dù）補償技術（shù）的引入就是（shì）針對鋁合金零件（jiàn）在加工過程（chéng）中檢測和產品最終檢測等環節中零件本體內外溫差，零件與檢測標準件間溫差及（jí）零件所在環境間溫差造成零件檢測（cè）差異的補償，確保產品檢（jiǎn）測結（jié）論的真實性和準確性（xìng）。針對這些（xiē）因素（sù），我們對零件現（xiàn）場加工後檢測數據進行記錄，並使用紅外線測溫儀對零件和標（biāo）準件溫度進（jìn）行測量記錄，之後再與（yǔ）零件（jiàn）進入標準室溫（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（hé）分（fèn）析找了零（líng）件直徑尺寸受溫（wēn）度影響的主要原因：零件加工過程（chéng）中產生的大量切削熱雖（suī）然被鋁削帶走，同（tóng）時也有冷卻（què）液對零件進行冷卻，但加工中測量是（shì）與加（jiā）工穿插進行的，零件溫度不會立即降到測量用標準件的溫度，這樣的測量得到（dào）的（de）並不是零件真實值；另外一個次要因素是生產廠房溫（wēn）度，經過長期的生產經驗廠房的溫（wēn）度在夏季與冬季也存在一定溫差（chà），也會影響（xiǎng）零件測量的真實值。並且我們從不同零件和（hé）尺寸的數據對比來看，零件自身直徑越大，這種誤差也越大。

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

      S=(（C1-20）*B1-(C2-20)*B2)*L

      S：直徑的變化量/C1：零（líng）件溫度/B1：零（líng）件的膨脹係數/C2：標準件的溫（wēn）度/B2：標準件的膨脹係數/L：測量直徑的尺寸根據上麵（miàn）的公式，現（xiàn）場加工中零件的直徑尺寸應該為L+S，當S 為負值時，零件的直徑尺寸會變（biàn）小，當S 為正值時零件的尺寸會變大。

      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行一次繁瑣的計算，為了方便直接應用，隨時查看變化量，我們專門製作了一個EXCEL 表格，稱為溫度補償表，表格（gé）裏麵編輯了計算需要的每（měi）個元素（sù）以及計算公式。當輸入不同（tóng）的直徑數值時，相應的變化量是不一樣（yàng）的。標準溫度為20℃，當零（líng）件溫度和標準件溫度都是20℃時，零件（jiàn）的尺寸不會發生（shēng）變化。

      溫度補償技術實際應用

      我們還以開篇提到的零件（jiàn）實際加工中應用溫（wēn）度補償變進行補償為（wéi）例，零件1B6755 型麵點外（wài）徑尺寸為φ725.75±0.127mm，其溫度補償表如（rú）下：

      當標準件溫度為22℃，零件溫度為23℃時，零（líng）件（jiàn）實際尺寸為φ725.75+0.032。

      上表中標準件溫度、零件溫度、零件（jiàn）的膨脹（zhàng）係（xì）數和標（biāo）準件的膨脹係數為（wéi）固定值，零件尺（chǐ）寸（cùn）為輸入值。

      有了溫度補償（cháng）表大大（dà）方便了溫度補償技術在實際加工中的應用，條（tiáo）件允許的情況下，最好采用精度為0.5℃的（de）溫度測量計。標準件的溫度測量（liàng）完成後就可以通過表格查找出直徑的變化量。然（rán）後根據變化量補償加工零件。溫（wēn）度（dù）補（bǔ）償技術可以全麵應用於大型薄壁鋁合金（jīn）類零件的（de）加工和檢測中。

      經驗總結

      鋁合金（jīn）加工與溫度補償技術的配合應用，保證了在各種環境中使用不同材質測量工具都能得到（dào）真實的測量值。關鍵（jiàn）點就在於準確的測量溫（wēn）度，測（cè）量時要保（bǎo）證溫度穩（wěn）定後再（zài）去（qù）補償，因為零件表麵溫度（dù）並不是整個零件真實溫度的表（biǎo）現，加工熱大部分集中於零（líng）件內部，溫差測量後要做的就是準（zhǔn）確的測量了。這樣技術的應用大大的提高了大型薄（báo）壁鋁合金零件的加工質量，並（bìng）得到了很（hěn）好的（de）推廣應用（yòng），航空領域零件的設計水準正在不斷提（tí）高，也同樣對加工行業提出了更高的要求，不斷探索新的加工技術是保證高精尖產品完美交付（fù）的基礎。