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(diǎn),而且航空零件在不斷的研發(fā)改進(jìn)中,不會(huì)就某個(gè)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(huì)采用機(jī)械加工方式來實(shí)現(xiàn)。 航天零件機(jī)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(huì)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(gè)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(hù),如氧化、電鍍、噴涂等。
目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝過程中應(yīng)用較為廣泛的復(fù)合加工技術(shù)有以下2種: (1)基于工序集中原則,以多種機(jī)械加工工藝為主的復(fù)合加工技術(shù)。例如:車削、銑削、磨削、鉆削、鏜削和絞削等工藝,其中的部分工藝可以一次性裝夾完成。 (2)特種加工方法與切削、磨削組合,去除材料工藝方式的復(fù)合。例如:激光、電火花和超聲波等特種加工方法與切削、磨削的組合。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)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(diǎn):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(qiáng)度、高韌性和高硬度的特點(diǎn)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。