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航空異形薄壁零件數(shù)控加工工藝

該零件為公司轉(zhuǎn)包生產(chǎn)的航空用結(jié)構(gòu)件，屬于薄壁異形難加工零件 （見圖1），壁厚薄處2.5mm，材料為板料7050-T7451 AMS4341，零件包容體尺寸180mm×95mm×123mm，要求表面粗糙度值Ra=3.2μm。

圖1

1. 工藝性分析

（1）該零件除兩側(cè)面（見圖1A、B面）為平行平面外，其余均為曲面，曲面上的小孔均為法向孔，特別是C處側(cè)輪廓與相鄰曲面垂直，因此必須采用五軸聯(lián)動加工。

（2）零件壁厚較薄，曲面輪廓度要求0.5mm，圖示C輪廓右端處壁厚只有2.5mm，且該處剛性較差，加工中應避免產(chǎn)生振刀和讓刀。

（3）零件的大部分面均為曲面，給數(shù)控加工中定位和裝夾帶來了困難，因此在數(shù)銑加工方案中需設置工藝夾頭，提供定位基準和可靠的裝夾平面。

2. 數(shù)銑加工方案

為解決該零件裝夾定位難題，設計了兩種加工方案。

（1）在零件的A處端面設置工藝夾頭，用虎鉗夾緊夾頭部位，將零件其余部位加工完成，后使用線切割沿A處端面去除夾頭。夾頭設置如圖2所示。

該方案的優(yōu)點是：可以用五軸裝夾，一次完成零件多個面的加工，避免多次裝夾產(chǎn)生較大的定位誤差，便于加工前的生產(chǎn)準備（不需要專用工裝或組合夾具）。使用機床切割去除夾頭，切面較規(guī)整、美觀；缺點是：五軸加工的工作量較大，批量生產(chǎn)后成本較高。圖2中D區(qū)域加工時剛性差，易振刀。

車銑復合加工在航空發(fā)動機精密零件中的應用

使用普通設備加工航空發(fā)動機精密零件需要特殊的工具，該工具可多次夾緊和對準，并且不能保證的尺寸和技術(shù)條件。 因此，選擇具有雙主軸結(jié)構(gòu)且可以自動對接的車銑復合加工中心進行加工。 使用UGNX軟件創(chuàng)建三維模型，通過合理設計刀具路徑來編譯加工程序，選擇合適的切削參數(shù)，使用VERICUT軟件進行，后輸出可被加工設備識別的ptp格式的CNC加工程序。 將其導入加工設備中進行實際加工驗證。1工藝設計

（1）零件毛坯是直徑為φ15mm的桿，桿的外圓被直接夾緊。 由于小孔對大孔有同軸度要求，安裝邊緣平面對大孔有垂直度要求，所以先加工大孔的一端，然后粗鉆小孔以確保大孔的同軸度。 兩個孔。

（2）使用車銑復合加工中心的自動對接功能，將第二個主軸保持在零件的右端附近，夾緊外圓，然后切除左端，以確保零件的總長度為 19.5毫米

（3）握住零件右端的外圓，然后鉆一個小孔以轉(zhuǎn)動外錐面。

航空零部件制造行業(yè)發(fā)展趨勢

(一)國家政策扶植力度加大

航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到高度重視和廣泛關(guān)注，國家已將航空裝備列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點方向，正在實施大型飛機重大專項，將推動我國民用航空工業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展。

(二)市場發(fā)展?jié)摿⑦M一步釋放

現(xiàn)代化建設為民用航空工業(yè)發(fā)展提供廣闊的市場空間，尤其是空域管理改革和低空空域開放步伐的加快，為通用飛機的發(fā)展帶來了新的市場機遇。

(三)在材料方面，輕質(zhì)結(jié)構(gòu)正在變?yōu)闃藴屎鸵?guī)范

鈦合金、Inconel鎳基合金和其它高強度耐熱合金以及碳纖維增強型復合材料正在替代傳統(tǒng)的鋁合金，成為航空工程使用的主要材料。航空零件制造商常常需要對復合在同一個零件上的多種材料進行加工，因為一種金屬(如鈦)可能被夾在多層復合材料之間，以增強復合結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

隨著航空公司尋求大幅度降低燃油消耗，輕質(zhì)結(jié)構(gòu)正在變?yōu)闃藴屎鸵?guī)范。例如，德國漢莎航空公司希望飛機的人均耗油量達到1.25加侖(即每位乘客飛行100英里的耗油量為1.25加侖)。

然而，要實現(xiàn)這一目標，對于零件制造商而言卻是一個昂貴的命題，因為輕質(zhì)材料的加工需要對新的機床和切削加工方案進行大規(guī)模投資，這可能包括從由大型龍門式機床(具有六個或更多個軸)組成的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換為在采用加工中心的單臺設備上加工零件，以提高加工柔性。

(四)成本將是一個重要的考量因素

航空業(yè)正逐步認識到，盡管飛行安全是的因素，但也應該以可承受的較低成本來實現(xiàn)。

這就給飛機制造商及零部件供應商帶來了巨大的定價壓力，他們迫切希望借鑒其他行業(yè)(特別是汽車制造業(yè))的經(jīng)驗，其中挑戰(zhàn)就是與低成本的亞洲制造商進行競爭。