航空類零件相對于其他行業(yè)的零件來說,有一些顯著特征,決定了其加工工藝的選擇。如:其品類多,精度高,類型復(fù)雜,具有小批量,多種類的特點,而且航空零件在不斷的研發(fā)改進中,不會就某個類型大批量投產(chǎn),適合小批量研發(fā)試制。因此無法采用大規(guī)模流水線生產(chǎn)方式來提高效率和降低成本。航空零件加工一般會采用機械加工方式來實現(xiàn)。 航天零件機械加工的材料-工藝-表面處理等各方面要求極其嚴(yán)格,一般航空材料會選用輕質(zhì)的鈦合金,鎂合金,還有其他優(yōu)質(zhì)的鋁合金,不銹鋼等。其加工一般要求一次性成型,不接受拆件焊接,精度要求高,關(guān)鍵位置不允許有偏差,甚至每一個螺紋孔都必須配合完美!另其外表面由于受到高氣流氣壓,雨打風(fēng)吹等惡劣環(huán)境,必須采用表面處理來保護,如氧化、電鍍、噴涂等。
復(fù)合加工工藝注意要點: (1)防止加工中出現(xiàn)干涉。由于車銑復(fù)合加工中心增加了銑削加工時的主軸刀具回轉(zhuǎn)功能,使其不同于原來車床的滑枕加刀夾結(jié)構(gòu),顯得較為龐大。在加工零件時,必須要考慮是否會與零件、夾具、機床工作臺(或轉(zhuǎn)盤)產(chǎn)生干涉與碰撞。解決的方法是,應(yīng)用幾何虛擬仿真技術(shù),虛擬仿真軟件環(huán)境建立零件、夾具、機床工作臺(或轉(zhuǎn)盤)和機床銑削主軸準(zhǔn)確的三維數(shù)據(jù)模型,運行數(shù)控加工程序,檢查刀具軌跡是否過切,判斷銑削主軸是否與零件、夾具以及工作臺干涉,并根據(jù)干涉具體情況采取有效措施予以調(diào)整,通過加長刀具刀桿的長度,加高夾具的高度,使銑削主軸有足夠的運動行程空間。 (2)工藝路線編排合理。車銑復(fù)合或銑車復(fù)合工序盡量安排在零件的精加工階段,也即零件的最終成形加工階段。粗加工或半精加工工序安排在常規(guī)設(shè)備上進行。這樣既可以規(guī)避高端設(shè)備資源緊張的情況,又最大化的將車、銑、鉆、鏜等多個工藝集中,一次性加工完成工件大部分加工,提高零件的加工精度。
航空發(fā)動機的渦輪盤、整體葉盤、渦輪葉片等零件的材料大多為鈦合金和鎳基高溫合金,如圖所示,由于大多是薄壁件,因此對其制造精度要求極高,對其加工刀具要求亦很高。高溫合金加工時由于其切削力大、加工硬化傾向大、切削溫度高、刀具磨損嚴(yán)重使其成為典型的難加工材料。 高溫合金家族共有的特點:導(dǎo)熱性差、彈性模量小、化學(xué)活性高和摩擦系數(shù)大,還具有其他高溫合金不具備的高強度、高韌性和高硬度的特點使得其歸屬于難加工材料行列。在車削過程中主要表現(xiàn)在切屑與前刀面接觸面積小,刀尖應(yīng)力集中,切削溫度高,切屑不易折斷并且鋸齒化嚴(yán)重,刀具磨損嚴(yán)重,導(dǎo)致加工效率很低,工件加工表面質(zhì)量較差。