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。
復(fù)合加工工藝注意要點(diǎn): (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(shí)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(shí),必須要考慮是否會(huì)與零件、夾具、機(jī)床工作臺(tái)(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(jī)床工作臺(tái)(或轉(zhuǎn)盤)和機(jī)床銑削主軸準(zhǔn)確的三維數(shù)據(jù)模型,運(yùn)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(tái)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(zhǎng)刀具刀桿的長(zhǎng)度,加高夾具的高度,使銑削主軸有足夠的運(yùn)動(dòng)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(jìn)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(gè)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(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(duì)其制造精度要求極高,對(duì)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。