西安航空動(dòng)力控制有限責(zé)任公司（西控公司）是中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司發(fā)動(dòng)機(jī)燃油控制系統(tǒng)產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)廠家，同時(shí)與世界著名飛機(jī)制造公司霍尼韋爾、漢勝允合、古德里奇、伊頓等公司建立了合作關(guān)系缅煎，開展了轉(zhuǎn)包生產(chǎn)的零部件加工業(yè)務(wù)泌盒。西控公司在生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品和飛機(jī)零部件加工過程中，由于要采用先進(jìn)的加工裝備和工藝督注，進(jìn)行了技術(shù)改造筛密，引進(jìn)了先進(jìn)的加工裝備，使公司的航空制造業(yè)設(shè)備的數(shù)控化率越來(lái)越高芬吸，高效率鸭乱、高質(zhì)量的數(shù)控加工在公司得到廣泛應(yīng)用悍蔫，促進(jìn)了公司生產(chǎn)技術(shù)水平的發(fā)展。

　　數(shù)控高速加工設(shè)備在西控公司產(chǎn)品制造中應(yīng)用的現(xiàn)狀

　　近幾年橱奶，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防工業(yè)的迅速發(fā)展盯桦，國(guó)家對(duì)航空制造裝備的需求也迅速增長(zhǎng)。中航工業(yè)西控公司為了提高航空產(chǎn)品的制造質(zhì)量渤刃、縮短生產(chǎn)周期拥峦，在技術(shù)改造方面加大了投資力度，引進(jìn)了先進(jìn)的加工設(shè)備卖子，配置了相應(yīng)的數(shù)控刀具略号。公司在數(shù)控高速加工過程中，雖然相關(guān)的配套技術(shù)（如刀具技術(shù)洋闽、高速加工工藝技術(shù)）還未能及時(shí)跟上玄柠，在加工有些難加工異型件時(shí)有相當(dāng)難度，但在新品研制生產(chǎn)加工過程中也積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)喊递。如公司采用高速五軸聯(lián)動(dòng)加工中心機(jī)床加工的曲面凸輪随闪，凸輪零件表面是復(fù)雜型面，材料是38CrMoAlA 熱處理后的氮化狀態(tài)骚勘，表面硬度H R C ≥ 62铐伴。要完成生產(chǎn)研制，保證零件型面的加工精度俏讹，公司的研制技術(shù)專家当宴、工藝人員從凸輪型面的設(shè)計(jì)，加工程序的編制幸园，工藝路線的確定栓授，零件熱處理變形量的控制，數(shù)控刀具的選擇谐绽，磨具的設(shè)計(jì)與制造等進(jìn)行了科研技術(shù)攻關(guān)死发，最終實(shí)現(xiàn)了曲面變化復(fù)雜型面的加工。曲面凸輪研制加工的成功代表了西控公司高技術(shù)绑僵、高水平谴眶、高質(zhì)量的生產(chǎn)能力。目前公司在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油控制調(diào)節(jié)裝置異型件的加工中繼續(xù)進(jìn)行新的挑戰(zhàn)和突破池致。

　　1 西控公司在航空產(chǎn)品制造中對(duì)數(shù)控高速加工的需求

　　公司航空產(chǎn)品分為軍品和轉(zhuǎn)包2 方面宰蘸，產(chǎn)品概括起來(lái)就是“高精尖”。首先剥犯，在結(jié)構(gòu)上公司航空產(chǎn)品大量采用組合結(jié)構(gòu)件捂臣，以及鋁合金、鈦合金、不銹鋼及高溫合金材料堡掏。其次应结，在工藝裝備方面，研制高性能的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油控制系統(tǒng)零部件所需的金屬型鋁合金模具布疼，有色摊趾、黑色金屬鍛件模具，鍛鋼件模具等的加工難度也不斷增加游两。

　　傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)已經(jīng)無(wú)法有效地滿足這些需求砾层，而高速加工技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)為實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)品新結(jié)構(gòu)、新材料以及高精度工藝裝備的加工提供了更為有效的解決方案贱案。應(yīng)用高主軸轉(zhuǎn)速肛炮、高進(jìn)給速度的高速切削加工能使加工過程平穩(wěn)，獲得很高的精度宝踪，切削加工的工件表面質(zhì)量幾乎可與磨削加工相媲美侨糟，實(shí)現(xiàn)了“以銑代磨”的效果，從而可以實(shí)現(xiàn)殼體類瘩燥、軸套類秕重、異型件類的高質(zhì)量加工。對(duì)于航空產(chǎn)品中剛性較差的細(xì)長(zhǎng)露揽、軸专运、薄壁零件，可以高質(zhì)量地加工完成屏部；對(duì)于高精度工藝裝備上的型腔曲面的加工壮畏，可以省去鉗工拋修的工藝過程，直接加工出來(lái)藐捉；氮化狀態(tài)铭歪、淬火狀態(tài)的合金鋼曲面凸輪和精密活門襯套組件等也可直接加工完成。

　　2 數(shù)控高速加工的核心技術(shù)

　　數(shù)控高速加工技術(shù)氛玛、數(shù)控高速切削刀具技術(shù)搀薛、數(shù)控高速加工工藝技術(shù)以及數(shù)控高速加工測(cè)試技術(shù)等是發(fā)展數(shù)控高速加工技術(shù)的核心，而數(shù)控切削刀具的選擇直接影響著高速加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效率蹂勺、低成本的基礎(chǔ)稻填。在高速切削的發(fā)展過程中，機(jī)床與刀具的發(fā)展是相輔相成经融、相互促進(jìn)的。在由機(jī)床苫馏、刀具和零件組成的切削加工工藝系統(tǒng)中雏节，刀具是最活躍的因素。刀具切削性能的好壞取決于構(gòu)成刀具的材料和刀具結(jié)構(gòu)高职，特別是高速切削加工的生產(chǎn)率钩乍、刀具使用壽命的高低辞州、加工成本的多少、加工精度和加工表面質(zhì)量的優(yōu)劣等寥粹，很大程度上取決刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)的合理選擇变过。因此數(shù)控刀具的選擇對(duì)數(shù)控高速加工的過程至關(guān)重要。

　　下面結(jié)合公司航空產(chǎn)品數(shù)控高速加工技術(shù)的現(xiàn)狀及需要解決的問題涝涤，重點(diǎn)介紹西控公司在高效媚狰、高速切削中數(shù)控刀具、高速加工機(jī)床在生產(chǎn)應(yīng)用中的情況和普遍存在的問題阔拳。

　　西控公司航空產(chǎn)品數(shù)控高速加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　1 公司用于航空組合結(jié)構(gòu)件的材料

　　(1) 整體件不銹鋼及鋁合金材料的結(jié)構(gòu)件崭孤。

　　為提高產(chǎn)品零件的可靠性、降低成本和減輕重量糊肠，該類零件大部分是用整體實(shí)心不銹鋼辨宠、鋁合金材料制成的結(jié)構(gòu)件，80% ～ 90% 的材料要在加工中去除掉捌养，而高速切削產(chǎn)生的熱量少湾蝙、切削力小、零件變形小螃妨，因此提高生產(chǎn)效率的唯一途徑是采用加工中心進(jìn)行高速銑削加工惰绘。

　　(2) 鈦合金和鎳基合金難切削材料零件。

　　鈦（鎳）合金具有強(qiáng)度高君哮、熱強(qiáng)度好抄蔬、化學(xué)活性大等特點(diǎn)，目前公司采用鈦基和鎳基合金材料的航空產(chǎn)品的重要部件逐漸增多焊槐。采用高速切削后音共，其切削速度可提高到80m/min以上，為常規(guī)切削速度的8 倍斗液。這類零件材料的加工特點(diǎn)是切削力大宗恩、切削溫度高、加工硬化和粘刀現(xiàn)象嚴(yán)重彰晌、刀具易磨損领姨。

　　2 航空組合結(jié)構(gòu)件的切削加工技術(shù)

　　從航空組合結(jié)構(gòu)件材料的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)分析，航空組合結(jié)構(gòu)件的切削加工技術(shù)主要包括鋁合金結(jié)構(gòu)件的高速切削加工技術(shù)和鈦（鎳）基合金等難加工材料的切削加工技術(shù)2 個(gè)方面张弛。

　　(1) 鋁合金高速切削加工技術(shù)荒典。

　　適用于進(jìn)行鋁合金高速切削的加工中心主軸轉(zhuǎn)速一般都在10000r / m i n 以上，有的可高達(dá)60000 ～ 100000r /min吞鸭，切削速度可達(dá)2000 ～ 5000m/min寺董，加工進(jìn)給速度達(dá)2 ～ 20m / m i n，材料的去除率30 ～ 40k g / h，工作臺(tái)的加（減）速度達(dá)到1 ～ 10g 遮咖。目前滩字，公司的大多數(shù)機(jī)床主軸在生產(chǎn)中的實(shí)際使用主軸轉(zhuǎn)速在8000r / m i n 左右，未能充分發(fā)揮機(jī)床的效能御吞。有的機(jī)床采用國(guó)產(chǎn)刀具僅能在3000 ～ 4000r/min以下使用麦箍，8000r/min 以上必須采用進(jìn)口刀具。

　　(2) 難加工材料的切削加工技術(shù)陶珠。

　　Inconel718（GH169）鎳基合金和T i A l6V4 鈦合金是公司制造產(chǎn)品時(shí)采用的典型難加工材料挟裂，因它們很難加工，所以一般采用很低的切削速度背率。公司目前在切削加工技術(shù)水平方面還在探索研究话瞧，所選擇的切削速度僅能達(dá)到80 ～ 100m / m i n，還沒有在生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用蛇筷。如果選用高速加工鹅媒，可以大幅度提高生產(chǎn)效率、減小刀具磨損慧菜、提高產(chǎn)品零件的表面質(zhì)量矛郁。

　　3 高速切削刀具材料

　　高速切削技術(shù)的發(fā)展，刀具技術(shù)起到非常關(guān)鍵的作用祖匕。高速切削刀具材料和刀具制造技術(shù)都發(fā)生了巨大的變化蒜座。適合進(jìn)行高速切削的刀具材料主要有：P C B N 立方氮化硼刀具、涂層硬質(zhì)合金刀具汪怒、陶瓷刀具和超硬材料刀具叽渡。

　　4 高速工具系統(tǒng)

　　刀柄是高速切削加工的一個(gè)關(guān)鍵部件， 高速切削用的刀具杭厘，由于刀具旋轉(zhuǎn)速度很高酣殊，無(wú)論從保證加工精度方面考慮，還是從操作安全方面考慮隶丁，都對(duì)它的裝夾技術(shù)有很高的要求锡移。傳統(tǒng)的刀柄與機(jī)床主軸的連接方式是7 ∶ 24 錐柄（BT、ISO）漆际，這種彈簧夾頭淆珊、螺釘?shù)葌鹘y(tǒng)的刀柄形式和刀具的裝夾方式已不能滿足適用高速加工的要求，因此開發(fā)新型的高速工具系統(tǒng)已成為改進(jìn)高速切削系統(tǒng)的重要組成部分奸汇。在刀柄方面施符，德國(guó)開發(fā)出了HSK 空心短錐柄刀柄連接方式，H S K 短錐刀柄采用1∶10 的錐度擂找，它的錐度比標(biāo)準(zhǔn)的7∶24 錐柄短戳吝，可以實(shí)現(xiàn)法蘭端面和錐柄的同時(shí)接觸烁挟，具有很高的連接精度和剛度，可以采用高等級(jí)平衡及主軸自動(dòng)平衡的系統(tǒng)技術(shù)骨坑，高速切削加工時(shí)能保證加工精度，保證高生產(chǎn)率柬采，安全可靠欢唾。目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組委會(huì)制定的I SO/DI S 標(biāo)準(zhǔn)和德國(guó)DI N69893-1號(hào)H S K 刀柄已成為公司高速切削刀柄的主流。

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