飛機(jī)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　典型的飛機(jī)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是薄壁結(jié)構(gòu)，形狀復(fù)雜，外形變斜角變化大，外形多為雙曲面概漱，要求成形精確。為了減輕飛機(jī)重量苔货，增加飛機(jī)的機(jī)動性和增加有效載荷和航程犀概，進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)立哑，廣泛采用新型輕質(zhì)材料夜惭。

　　為了提高零件強(qiáng)度和工作可靠性，主要采用整體毛坯件和整體薄壁結(jié)構(gòu)☆醮拢現(xiàn)在大量采用鋁合金诈茧、鈦合金、耐高溫合金丈巩、高強(qiáng)度鋼粗线、復(fù)合材料等。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁件超丛、蜂窩件不僅形狀復(fù)雜蚂霎，而且孔、空穴逢棺、溝槽贷挠、加強(qiáng)筋等多，工藝剛性較差篱馅。

　　飛機(jī)制造中需要用機(jī)床加工的典型零件

　　飛機(jī)制造中需要用機(jī)床加工的典型零件春环，主要有飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件和發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零件兩部分：

1.機(jī)身結(jié)構(gòu)件典型零件

　　飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件的典型零件有梁、筋、肋板沟密、框贱着、壁板、接頭痹换、滑軌等類零件征字。以扁平件、細(xì)長件娇豫、多腔件和超薄壁隔框結(jié)構(gòu)件為主柔纵。毛坯為板材、鍛件和鋁合金擠壓型材锤躁。材料利用率僅為5%-10%左右搁料，原材料去除量大。目前系羞，國內(nèi)飛機(jī)零件郭计，90%以上為鋁合金件，少量為不銹鋼和鈦合金鋼椒振，且整體結(jié)構(gòu)件越來越多昭伸，應(yīng)用復(fù)合材料是今后的發(fā)展方向。

　　機(jī)身結(jié)構(gòu)件典型零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　(1)件的輪廓尺寸越來越大澎迎。如有的梁類零件的長度已達(dá)到13m庐杨。

　　(2)零件的變斜角角度變化大，超薄壁等夹供。最薄處尺寸只有0.76mm左右律愉，所以，加工工藝剛性差喂磷。

　　(3)零件的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜俘巡，很多零件采用整體結(jié)構(gòu)。

　　(4)零件的尺寸精度和表面質(zhì)量要求越來越高欲访，如有些零件加工后出現(xiàn)的毛刺等缺陷变抛，不允許用人工去除。

　　加工飛機(jī)機(jī)身典型零件所需主要設(shè)備

　　(1)三坐標(biāo)加工中心宏动，如大型龍門立式加工中心涡拾；

　　(2)五軸聯(lián)動加工中心，如大型龍門立式加工中心斜孩，應(yīng)配備A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭胆褪；

　　(3)從發(fā)展考慮，需要大型龍門式雙主軸五坐標(biāo)加工中心筑唁，工作臺尺寸5m×20m拌喳，用于加工梁類零件；

　　(4)加工鋁合金件需要大功率高速加工中心，功率≥40kW渤早，主軸轉(zhuǎn)速20000r/min以上职车，帶兩坐標(biāo)擺角銑頭；

　　(5)由于整體鋁合金件切削加工去除量大鹊杖，為便于排屑悴灵，最好需要工作臺可以翻轉(zhuǎn)90°的臥式加工中心，目前骂蓖，國內(nèi)尚無這種臥式加工中心积瞒；

　　(6)飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件品種多，形狀各異登下，且工藝剛性差茫孔，需用大量卡具。為降低成本被芳，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期缰贝，需要各種柔性卡具；

　　(7)鈑金成形件主要涉及蒙皮畔濒、型材剩晴、導(dǎo)管等曲面成形，要求成形精準(zhǔn)恬皆。為保證制造精度砰声，需要大規(guī)格蒙皮拉伸機(jī)；蒙皮滾彎成形機(jī)众附；還有三軸滾校平機(jī)沉南、型材拉彎機(jī)、導(dǎo)管成形機(jī)等拇从。飛機(jī)部件裝配還需自動鉆鉚設(shè)備搬挡；

　　(8)為減輕飛機(jī)重量，復(fù)合材料的應(yīng)用越來越多赠恭，制作復(fù)合材料構(gòu)件需要鋪帶機(jī)等等(鋪帶機(jī)在國內(nèi)還是空白)。

2.飛機(jī)發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵件與加工要求

　　飛機(jī)發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵件有機(jī)匣蔬透、各類葉片和整體葉盤棱歹。

機(jī)匣加工

　　航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣有三類奖踏，一類是對開環(huán)形結(jié)構(gòu)俊扭，一類是整體環(huán)形結(jié)構(gòu)，還有一種是異形殼體笙隙。
機(jī)匣材料是一種難加工的耐高溫的高強(qiáng)度鈦合金材料刃唤。機(jī)匣又是薄壁隔心、弱剛性結(jié)構(gòu)，型面復(fù)雜，精度要求高硬霍，加工難度大帜慢。機(jī)匣是大型零件，一臺推力為15000公斤航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣直徑為φ800mm唯卖。大飛機(jī)的大型風(fēng)扇機(jī)匣外形尺寸φ1823.5mmx546mm粱玲，最薄處壁厚3mm。所以拜轨，機(jī)匣加工需要中抽减、大型多功能、高精度數(shù)控機(jī)床橄碾。如加工直徑為φ2000mm的數(shù)控立車和精密數(shù)控立車卵沉；工作臺尺寸為2400mm×5000mm的龍門式五軸聯(lián)動加工中心，需具備雙工位法牲、在線測量和仿真功能偎箫，刀庫容量60把刀左右，數(shù)控系統(tǒng)具有高級編程功能猖沈，工作臺3000mm×5000mm的龍門式數(shù)控鏜銑床莱检。

葉片加工

　　航空發(fā)動機(jī)的葉片材料為耐高溫的鈦合金材料，需用五軸聯(lián)動加工中心诲狐，五軸高速龍門銑等加工葉片形面斗赘。葉根榫頭的加工需用拉床和緩進(jìn)給強(qiáng)力磨床，并希望緩進(jìn)給強(qiáng)力磨床具有換砂輪功能和滾輪修砂輪裝置喧畏，還需要有在線測量砍梁、程序調(diào)整和自動補(bǔ)償功能。

　　葉片形面用電解加工可大大提高加工效率愤栽，還需用數(shù)控六軸砂帶拋光設(shè)備拋光嗤雪。希望有葉片形面檢測設(shè)備。

　　大型寬弦空心風(fēng)扇葉片采用寬弦齿喧、空心妥析、帶阻尼凸臺結(jié)構(gòu)，直徑φ1600mm以上轻欣，風(fēng)扇葉尖速度高達(dá)457m/s,選用重量更輕的鈦合金或樹脂基材料省咨，制造這類葉片需要五坐標(biāo)葉片銑床；自動拋光機(jī)玷室；組合封焊和擴(kuò)散連接及超塑成形設(shè)備等零蓉。

　　葉片有很多冷卻用的小孔，用電脈沖打孔穷缤，比用激光打孔好(激光打孔有硬化層)敌蜂，但現(xiàn)在箩兽，電加工打孔機(jī)床沒有打孔深淺的顯示，操作困難章喉。希望能解決這個問題汗贫，能顯示打孔的深淺。而耐1100°C高溫的鎳基單晶渦輪葉片具有很好的高溫強(qiáng)度和綜合性能囊陡，葉片上有許多直徑為φ0.3～φ0.4mm的冷卻氣膜孔芳绩，制作這類葉片，需要定向/單晶熔鑄爐撞反、陶瓷型芯焙燒爐妥色、制芯機(jī)、磨削中心遏片、數(shù)控緩進(jìn)給磨床以及葉片制孔的電液束流設(shè)備和小孔加工單元等裝置锉窑。

整體葉盤加工

　　整體葉盤是薄壁盤類零件，葉盤圓周上有裝葉片的榫槽辫慎。直槽可用拉削加工和磨削加工袁朗。圓弧形榫槽可用銑削和成形磨加工，但圓弧形榫槽的檢測困難叶偶。葉環(huán)和葉盤的加工需要數(shù)控臥車、精密數(shù)控立車锯运。要求加工機(jī)床的剛性好沛四，定位精度高，定位精度約為2～3μm蛔颖。整體葉盤的葉片部分糊晋，可用五軸高速加工中心加工，還可以用電火花成形加工政拾。重型燃機(jī)葉盤直徑可達(dá)2000～3000mm际器，需要用砂輪線速度100m/s以上的高速磨床加工。

　　加工發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零件所需的主要設(shè)備有：

　　帶A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭的五軸聯(lián)動加工中心贸桶；

　　五坐標(biāo)葉片銑床舅逸；

　　整體葉盤高效加工中心；

　　工作臺3000mm×5000mm數(shù)控龍門鏜銑床堡赔；

　　精密數(shù)控立式車削中心；

　　數(shù)控立式車床设联；

　　精密數(shù)控車床；

　　車銑復(fù)合加工中心灼捂；

　　榫齒倒圓專用加工中心离例；

　　激光熔覆加工機(jī)床换团；

　　電火花銑削加工機(jī)床；

　　數(shù)控臥式車床宫蛆；

　　數(shù)控立式磨床艘包；

　　數(shù)控緩進(jìn)給磨床；

　　端面弧齒磨床耀盗；

　　高速轉(zhuǎn)子葉尖磨床想虎；

　　700t電動螺旋壓力機(jī)；

　　板類件無模多點(diǎn)成形壓力機(jī)猎之；

　　定向/單晶熔鑄爐桶悍；

　　用于葉片制孔的電液束流設(shè)備、小孔加工單元以及真空熱處理爐等等鹃远。

　　上述設(shè)備要求機(jī)床具有足夠的剛性讼逐，操作簡單，人機(jī)界面清楚嚎闹，具備樣條插補(bǔ)(NURBS)功能,過程均勻控制凸翩，以減少對拐角處加工精度的影響，還具有在線測量和仿真功能暂臀。

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