發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的“心臟”，是推動(dòng)飛機(jī)快速發(fā)展的原動(dòng)力，是飛機(jī)性能、可靠性和成本的決定性因素，航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展對(duì)國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著極其重要的作用，它的每一次突破和進(jìn)步都標(biāo)志著人類在航空領(lǐng)域的又一次騰飛。

圖1.發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)模型

機(jī)匣是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件之一，它是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的基座，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的主要承力部件，其外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同的發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)不同部位，其機(jī)匣形狀各不相同，機(jī)匣零件的功能決定了機(jī)匣的形狀，但他們的基本特征是圓筒形或圓錐形的殼體和支板組成的構(gòu)件，由于機(jī)匣零件設(shè)計(jì)難度大，周期長(zhǎng)，在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，機(jī)匣的設(shè)計(jì)占相當(dāng)大的比重，提高機(jī)匣的設(shè)計(jì)效率對(duì)壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的設(shè)計(jì)有重要的意義。

機(jī)匣類零件的分類：

按照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以分成兩大類，即環(huán)形機(jī)匣和箱體機(jī)匣。環(huán)形機(jī)匣可以進(jìn)一步分成整體環(huán)形機(jī)匣、對(duì)開環(huán)形機(jī)匣和帶整流支板的環(huán)形機(jī)匣。其中，整體環(huán)形機(jī)匣，例如燃燒室機(jī)匣、渦輪機(jī)匣等；對(duì)開機(jī)匣，例如壓氣機(jī)機(jī)匣；帶整流支板的機(jī)匣，例如進(jìn)氣機(jī)匣、中介機(jī)匣、擴(kuò)散機(jī)匣等；箱體機(jī)匣，例如附件機(jī)匣、雙速傳動(dòng)殼體。機(jī)匣如果按功能進(jìn)行分類，在渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上，有進(jìn)氣處理機(jī)匣、低壓壓氣機(jī)機(jī)匣、高壓壓氣機(jī)機(jī)匣、燃燒室機(jī)匣、軸承機(jī)匣、渦輪機(jī)匣、加力燃燒室機(jī)匣、中央傳動(dòng)機(jī)匣、附件機(jī)匣等；在渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)上，與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上不同的機(jī)匣還有進(jìn)氣機(jī)匣、風(fēng)扇機(jī)匣、中介機(jī)匣、渦輪后機(jī)匣、外涵機(jī)匣等。

按材料進(jìn)行分類，有鋁合金、鈦合金、耐高溫合金、高強(qiáng)度鋼、復(fù)合材料機(jī)匣等。例如：風(fēng)扇機(jī)匣、附件機(jī)匣大多采用鈦合金材料和鋁合金材料；壓氣機(jī)機(jī)匣低壓部分一般采用高強(qiáng)度鋼材料，高壓部分一般采用鈦合金材料；渦輪機(jī)匣多采用鎳基高溫合金材料和高強(qiáng)度鋼材料。

下圖為渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣劃分情況。

其中，風(fēng)扇機(jī)匣的主要材質(zhì)為鈦合金，具有高硬度、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫的難加工特性，刀具磨損劇烈，加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，切削困難。

圖2.風(fēng)扇機(jī)匣

圖3.燃燒室前端機(jī)匣 

隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)更新?lián)Q代，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣的結(jié)構(gòu)形式也越來(lái)越復(fù)雜。

（1）整體式環(huán)形機(jī)匣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

由機(jī)匣壁和前后安裝邊組成，一般為薄壁的圓錐體或圓柱狀，殼體外表面有環(huán)形加強(qiáng)筋、環(huán)帶、凸臺(tái)；內(nèi)表面有環(huán)形槽、圓柱環(huán)帶及螺旋槽；圓柱環(huán)帶上分布有圓周的斜孔；殼體壁上設(shè)有徑向孔、異形孔及異性槽等

（2）對(duì)開式環(huán)形機(jī)匣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

該類機(jī)匣一般帶有縱向安裝邊，呈圓錐體或圓柱體狀，內(nèi)表面具有環(huán)形槽或 T 型槽及螺旋槽；外表面具有加強(qiáng)筋、支撐臺(tái)、限位凸臺(tái)、各種功能凸臺(tái)和異性凸臺(tái)；機(jī)匣壁上有安裝孔、定位孔、通氣孔、徑向孔和異形孔等

（3）帶整流支板機(jī)匣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

該類機(jī)匣有鑄造結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)，一般由外環(huán)、內(nèi)環(huán)及空心整流支板組成。內(nèi)外環(huán)壁較厚，設(shè)置有徑向孔；內(nèi)環(huán)端面有螺栓孔；外環(huán)上有定位孔、連接孔；外表面有安裝座和平面等。

（4）箱體機(jī)匣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

該類機(jī)匣結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜、壁薄、剛性差，殼體表面具有安裝孔、平面、接合面、基準(zhǔn)面、定位銷孔、螺紋孔、油路孔等。毛坯多為砂型鑄造鎂合金。

對(duì)機(jī)匣進(jìn)行工藝分析是制定機(jī)匣加工工藝、進(jìn)行機(jī)匣工藝優(yōu)化的的重要前端工作。所謂工藝分析是指對(duì)零件的制造工藝性進(jìn)行分析。制造工藝性分析分析包含兩個(gè)部分內(nèi)容:結(jié)構(gòu)工藝性分析和制造工藝性分析。結(jié)構(gòu)工藝性分析是針對(duì)產(chǎn)品或部件設(shè)計(jì)過(guò)程而言的,制造工藝分析是針對(duì)制造過(guò)程而言的。所謂結(jié)構(gòu)工藝性是指對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象在滿足使用要求的條件下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性的分析。制造工藝是指對(duì)制造產(chǎn)品全過(guò)程的描述,制造過(guò)程采用機(jī)械加工方法直接改變毛坯的形狀、尺寸、各表面間的相互位置和表面質(zhì)量,使之成為合格零件的過(guò)程,是一種技巧、方法和程序的集合。機(jī)械零件的工藝制定是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,它要求在給定的條件下,制定出最合理的工藝過(guò)程,并且達(dá)到質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

下圖是機(jī)匣工藝制定所基于的分析流程

鑒于機(jī)匣種類繁多，下面以德國(guó)奧美特五軸機(jī)床加工羅羅發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣為例，來(lái)了解下發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣的制造過(guò)程及其特點(diǎn)。

首先是準(zhǔn)備工作，將毛坯放置于機(jī)床上，然后開始進(jìn)行第一步的加工工序。第一步先加工機(jī)匣的外壁，根據(jù)要達(dá)到的要求設(shè)定好程序然后進(jìn)行加工，使之滿足產(chǎn)品的要求。

然后我們來(lái)對(duì)機(jī)匣的內(nèi)部進(jìn)行加工

刀具加工內(nèi)壁的細(xì)節(jié)展示圖

加工完內(nèi)壁以后的機(jī)匣如下圖所示

更換刀具后再進(jìn)行其他細(xì)節(jié)的加工

初成形的機(jī)匣

再進(jìn)行最后細(xì)節(jié)的加工

加工完成

我們?cè)谝徊讲搅私庠摍C(jī)匣的加工工藝時(shí)可以從細(xì)節(jié)看出其特點(diǎn)。機(jī)匣之于發(fā)動(dòng)機(jī)的作用猶如發(fā)動(dòng)機(jī)之于飛機(jī)，因而把握好機(jī)匣的制造及特點(diǎn)，提高機(jī)匣制造的質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)乃至飛機(jī)都至關(guān)重要，機(jī)匣猶如飛機(jī)上一枚螺絲釘，雖然不起眼但卻不可或缺。機(jī)匣加工技術(shù)的進(jìn)步必然推動(dòng)航空事業(yè)的發(fā)展。