航空類零件相對于其他行業的零件來說,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,類型復雜,具有小批量,多種類的特點,而且航空零件在不斷的研發改進中,不會就某個類型大批量投產,適合小批量研發試制。因此無法采用大規模流水線生產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。 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格,一般航空材料會選用輕質的鈦合金,鎂合金,還有其他優質的鋁合金,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,雨打風吹等惡劣環境,必須采用表面處理來保護,如氧化、電鍍、噴涂等。
復合加工工藝注意要點: (1)防止加工中出現干涉。由于車銑復合加工中心增加了銑削加工時的主軸刀具回轉功能,使其不同于原來車床的滑枕加刀夾結構,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(或轉盤)產生干涉與碰撞。解決的方法是,應用幾何虛擬仿真技術,虛擬仿真軟件環境建立零件、夾具、機床工作臺(或轉盤)和機床銑削主軸準確的三維數據模型,運行數控加工程序,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,并根據干涉具體情況采取有效措施予以調整,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。車銑復合或銑車復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設備上進行。這樣既可以規避高端設備資源緊張的情況,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:導熱性差、彈性模量小、化學活性高和摩擦系數大,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在切屑與前刀面接觸面積小,刀尖應力集中,切削溫度高,切屑不易折斷并且鋸齒化嚴重,刀具磨損嚴重,導致加工效率很低,工件加工表面質量較差。