中航工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司是中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)直屬特大型企業(yè)，是我國(guó)航空武器裝備研制生產(chǎn)基地源快，航空武器裝備出口主要基地蒿庙，民機(jī)零部件重要制造商。數(shù)控機(jī)械加工廠（簡(jiǎn)稱“成飛數(shù)控廠”）是成飛公司屬下的一個(gè)主要結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)分廠，數(shù)控加工設(shè)備門類齊全晴灿，可完成鈦合金等各種大杉漓、中、小型復(fù)雜和精密的結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)加工任務(wù)社芳，具有承接各類模具沐喘、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計(jì)制造能力。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展肢构，成飛數(shù)控廠實(shí)現(xiàn)了彎頭加工抢却、鈦合金異形槽加工以及外接內(nèi)冷刀具技術(shù)的應(yīng)用，并在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)大型鈦合金整體框零件的變形控制和精確制造踪钞。

為中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所成功制造的“第二代巨型正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)漂移室本體——BESⅢ漂移室”是成飛數(shù)控加工技術(shù)高水平的真實(shí)反映彭薪。該部件加工制造難度之大、精度要求之高堪稱國(guó)內(nèi)之最：它是由16個(gè)精密絲孔端面板作姐，通過(guò)內(nèi)室內(nèi)筒夜矗，連接法蘭盤，臺(tái)階連接環(huán)及外室外筒連接而成让虐。其中外桶材料為復(fù)合材料紊撕，而大端面、內(nèi)室和臺(tái)階為鋁合金材料赡突。僅大端板上就有20934個(gè)小孔对扶，218個(gè)大孔和1048個(gè)螺紋孔，用中科院專家的話說(shuō)惭缰，就是一晾四希灰塵掉進(jìn)去都將影響其精度。漂移室本體的成功制造漱受，使得北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)能夠成功改造络凿，使我國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家在高能物理研究方面的差距縮小了25年，是成飛數(shù)控加工技術(shù)的完美展現(xiàn)昂羡。

圖1：成飛數(shù)控廠數(shù)控加工設(shè)備門類齊全絮记，可完成鈦合金等各種大、中虐先、小型復(fù)雜和精密的結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)加工任務(wù)怨愤。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的特點(diǎn)

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件是飛機(jī)的主要受力部件，其外形與飛機(jī)曲面外形徘涤、風(fēng)道外形乒稚、翼身溶合體外形等理論外形有關(guān)，零件內(nèi)想受、外形角度變化較大咐笙。該類零件在國(guó)內(nèi)外均采用數(shù)控加工钻国，尤其是五軸聯(lián)動(dòng)加工，數(shù)控加工零件約占全部機(jī)加工零件的85％孩置；整體結(jié)構(gòu)件都是用厚板加工而成，材料去除率達(dá)到90%以上窃愿，因此切削加工量極大罚栏。同時(shí)，為了減輕飛機(jī)重量恨递，結(jié)構(gòu)件的腹板和壁厚愈來(lái)愈薄增捻，腹板厚度通常為1.5mm左右，在加工中非常容易變形溺瘩，增大了零件的加工難度锥惋；飛機(jī)結(jié)構(gòu)件作為主要承力部件，裝配協(xié)調(diào)面开伏、交點(diǎn)孔等精度要求高膀跌，以滿足精確裝配的需要，如腹板最高精度達(dá)到±0.1mm固灵，比前一代飛機(jī)提高一倍以上捅伤。航空整體結(jié)構(gòu)件具有尺寸大、壁薄巫玻、易變形以及切削加工難度大丛忆、零件精度高等工藝特點(diǎn)。

另外仍秤，隨著新一代戰(zhàn)機(jī)性能的逐步提高熄诡，新型高性能材料不斷引入，高強(qiáng)度難加工材料和低密度輕質(zhì)材料成為航空結(jié)構(gòu)件的兩大類主要材料诗力，結(jié)構(gòu)件材料逐漸由鋁合金為主轉(zhuǎn)變?yōu)殇X合金凰浮、鈦合金、復(fù)合材料并重的局面苇本。

近年來(lái)蓝漏，成飛數(shù)控廠承擔(dān)了鈦合金、鋁合金勃经、復(fù)合材料和不銹鋼等材料結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工任務(wù)吭匀，所加工的零件主要為框、梁浩铺、壁板和接頭等類型螺城，每年交付近10萬(wàn)件零件，涵蓋了軍機(jī)红骏、民機(jī)兩大類型產(chǎn)品躬伐，零件尺寸大至4000mm×2000mm凉陌，小至100mm×100mm，零件腹板最小尺寸僅1mm吵墅。所加工產(chǎn)品的特點(diǎn)是材料范圍廣埠浩，尺寸跨度大，精度要求高公遭，對(duì)數(shù)控加工提出了很高的要求屠伴。數(shù)控加工作為一種高效、精密的數(shù)字化切削加工技術(shù)禁灼，成為飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工的主要手段管挟，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件50%以上的加工工作量由數(shù)控加工完成。

高速機(jī)床推動(dòng)高效加工

裝備對(duì)數(shù)控加工水平起著決定性的作用弄捕，直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量僻孝。這里所講的裝備包含兩層含義，一方面指各種類型的機(jī)床設(shè)備守谓、工裝夾具穿铆，另一方面則指加工過(guò)程中涉及的各種刀具產(chǎn)品。高速加工技術(shù)不僅成倍地提高了生產(chǎn)效率斋荞，改善了零件的加工精度和表面質(zhì)量悴务，而且有效地解決了低速加工中一些難解決的問(wèn)題，如超薄零件的加工和某些特殊材料（如纖維增強(qiáng)塑料等）的高效加工等譬猫。目前讯檐，高速加工依然是實(shí)現(xiàn)這些飛機(jī)結(jié)構(gòu)件高效加工的主要途徑。

高速機(jī)床是提供高速加工的主體染服，刀具是實(shí)現(xiàn)高速切削加工的關(guān)鍵别洪。近年來(lái)，高速加工相關(guān)技術(shù)得到迅猛的發(fā)展菱拙。當(dāng)前應(yīng)用的高速主軸敏栽，轉(zhuǎn)速可達(dá)42000r/min，甚至更高团尿，直線電機(jī)和力矩電機(jī)已逐步進(jìn)入應(yīng)用階段瓦轧，進(jìn)給速度越來(lái)越快，達(dá)到120m/min袭澎；進(jìn)給加速度越來(lái)越大够堆，大型機(jī)床進(jìn)給加速度達(dá)到9.81m/s2，中小型機(jī)床進(jìn)給加速度達(dá)到19.62m/s2鞭眠，反映加速度變化率的加加速度已成為衡量高速性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)吩秫；切削效率越來(lái)越高，鋁合金結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工的材料去除率高達(dá)5000～7000cm3/min.

成飛數(shù)控廠擁有的DST高速機(jī)床抑希，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)30000 r/min嘲绷，進(jìn)給加速度達(dá)到了2g把赢。該機(jī)床在鋁合金加工方面擁有其他機(jī)床無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，加工效率較普通機(jī)床提高了近一倍耽效。DST高速機(jī)床應(yīng)用植物油微量冷卻潤(rùn)滑技術(shù)钝尸，大大提升了成飛公司的數(shù)控加工水平，并成為成飛數(shù)控廠鋁合金加工的一大亮點(diǎn)搂根。

圖2：瓦爾特的玉米銑刀F2338-100080最大切深可達(dá)50mm珍促，最大切寬達(dá)76mm，由此產(chǎn)生的金屬去除率最大可達(dá)340cm3/min兄墅，加工效率提升顯著。

先進(jìn)刀具助力高速加工

在成飛數(shù)控廠澳叉，DST高速機(jī)床的精加工幾乎全部采用瓦爾特的刀具產(chǎn)品隙咸。針對(duì)鋁合金零件，瓦爾特提供的刀具解決方案充分發(fā)揮了高速機(jī)床的先進(jìn)性成洗。

某鋁合金零件尺寸為3m×2m五督，材料牌號(hào)鋁合金 7050-T7451，零件高度140mm瓶殃，最大緣條高度90mm充包，厚度僅2.5mm，緣條跨度在200mm以上遥椿，且緣條無(wú)剛性支撐基矮，厚度尺寸公差在0.4mm以內(nèi)。由于尺寸大舶卧，加工變形較為嚴(yán)重熬慎，緣條的高厚比高達(dá)36∶1，而且該零件粗精加工需在不同機(jī)床上進(jìn)行乔胆，零件的變形控制十分困難鳖建。尤其是對(duì)于高緣條，DST高速機(jī)床的效率不能充分發(fā)揮济季，加工過(guò)程易產(chǎn)生顫振淌窄，加工難度較大。通過(guò)多次試切韭购，成飛數(shù)控廠配合瓦爾特的3刃整體刀具JGXLZY3GNT/20*24*60R3权炫，將高緣條進(jìn)給速度提高至5400mm/min，加工效率提升30%以上膜狈，盡可能地保證了高緣條的加工效率和加工質(zhì)量焙恬。而對(duì)于其他剛性較好的部位，成飛數(shù)控廠則采用高轉(zhuǎn)速大進(jìn)給的切削方式赌骏，轉(zhuǎn)速高達(dá)28000 r/min琢窗，進(jìn)給速度最大10800mm/min焙蹭，令加工效率提升一倍以上，且現(xiàn)場(chǎng)加工效果良好嫂伞，實(shí)現(xiàn)了零件的順利交付孔厉。在應(yīng)用DST高速機(jī)床和瓦爾特刀具之前，該鋁合金零件一直在亞高速機(jī)床上加工帖努，轉(zhuǎn)速9000 r/min撰豺，進(jìn)給速度3600mm/min，加工效率低下拼余，加工周期長(zhǎng)污桦。

圖3：配合瓦爾特的3刃整體刀具，將高緣條進(jìn)給速度提高至5400mm/min匙监，加工效率提升30%以上凡橱。

同樣，瓦爾特刀具在鈦合金加工方面也效果顯著亭姥。瓦爾特的大進(jìn)給刀具最大進(jìn)給速度達(dá)1500mm/min稼钩，成飛數(shù)控廠用其替換了之前應(yīng)用的焊接刀具，將加工效率提升了30%以上达罗，同時(shí)工件的加工變形量大大減少猛糯。例如：某零件尺寸為3.6m×1.8m，通過(guò)刀具和參數(shù)的綜合應(yīng)用可將加工變形成功控制在0.1mm以內(nèi)放干。此外轨府，瓦爾特的玉米銑刀F2338-100080最大切深可達(dá)50mm，最大切寬達(dá)76mm闹彩，由此產(chǎn)生的金屬去除率最大可達(dá)340cm3/min峦爪，加工效率提升顯著。

圖4：成飛數(shù)控廠承擔(dān)了鈦合金坚达、鋁合金辅蜡、復(fù)合材料和不銹鋼等材料結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工任務(wù)，所加工的零件主要為框鹦卫、梁迅撑、壁板和接頭等類型，每年交付近10萬(wàn)件零件沥萄。

用戶的效率提升伙伴

為順應(yīng)飛機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和精度越來(lái)越高的要求驼功，以及生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步壓縮，生產(chǎn)企業(yè)不斷尋找高效且優(yōu)質(zhì)的加工方式冒窍。就飛機(jī)結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)递沪，刀具的正確選用和使用有時(shí)顯得尤為關(guān)鍵，其質(zhì)量综液、加工效率經(jīng)常成為制約零部件加工品質(zhì)和交貨周期的首要因素款慨。在實(shí)踐中不斷總結(jié)儒飒，成飛數(shù)控廠針對(duì)產(chǎn)品材質(zhì)范圍廣的特點(diǎn)，形成針對(duì)不同材料的高效加工解決方案檩奠。例如桩了，針對(duì)鈦合金材料，采用大功率埠戳、大扭矩機(jī)床和硬質(zhì)合金刀具或涂層刀具等高效刀具井誉；針對(duì)鋁合金材料，采用高轉(zhuǎn)速機(jī)床和高速鋼或整體硬質(zhì)合金刀具整胃，配合微量潤(rùn)滑技術(shù)颗圣。

如今，成飛數(shù)控廠與瓦爾特的合作已經(jīng)延續(xù)了十?dāng)?shù)年屁使。在成飛數(shù)控廠在岂，從零件的毛坯粗加工，到精加工成型叮褐，再到精度孔的加工称桶，無(wú)論是整體立銑刀硬碳、可轉(zhuǎn)位銑刀炕常、U鉆、鏜刀和盤刀均能看到瓦爾特的身影祈前，基本覆蓋了成飛數(shù)控廠70%以上的刀具品種贿魄。尤其是在精度孔的加工中，瓦爾特的刀具表現(xiàn)出色誓享，其應(yīng)用覆蓋在85%以上秕颖。從加工材質(zhì)來(lái)看，瓦爾特刀具的應(yīng)用涵蓋了鋁合金灰铅、鈦合金疚函、不銹鋼和淬硬鋼等材料。

基于瓦爾特深厚的刀具研發(fā)及制造實(shí)力概栗，以及豐富的刀具產(chǎn)品線和強(qiáng)大的數(shù)控加工工程能力枕厅，成飛數(shù)控廠與瓦爾特的合作超越了一般的合作關(guān)系。不管是加工材料發(fā)生變更犁柜，還是工藝技術(shù)發(fā)生創(chuàng)新洲鸠，每當(dāng)成飛數(shù)控廠遇到刀具方面的難題，瓦爾特都會(huì)及時(shí)給予專業(yè)的技術(shù)解答馋缅。瓦爾特刀具的創(chuàng)新與發(fā)布也給成飛數(shù)控加工帶來(lái)了先進(jìn)的切削理念扒腕，高效、高質(zhì)的加工刀具使得數(shù)控加工由難變易萤悴，加工技術(shù)水平逐步得到提升瘾腰。

目前皆的，成飛公司承擔(dān)了大量的軍機(jī)、民機(jī)和國(guó)外轉(zhuǎn)包的生產(chǎn)任務(wù)居灯，大型航空整體結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工任務(wù)非常繁重祭务。在不斷對(duì)現(xiàn)有加工工藝和流程進(jìn)行改善的同時(shí)，成飛公司制定了年產(chǎn)值200億元的目標(biāo)怪嫌，這一目標(biāo)的達(dá)成义锥，必然要得益于基礎(chǔ)裝備和技術(shù)的有力支持。憑借優(yōu)勢(shì)技術(shù)能力岩灭，瓦爾特與成飛數(shù)控的合作將會(huì)更加深入拌倍。

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