航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件制造技術(shù)分析先進(jìn)的材料和制造技術(shù)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制與生產(chǎn)的重要物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)皱埋。發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量不斷減輕拣末，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率授灵、使用壽命堵忌、穩(wěn)定性和可靠性不斷提高。航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料與制造技術(shù)向著高溫化藏亲、復(fù)合化杯道、輕量化、整體化责蝠、高效率和低成本的方向發(fā)展党巾。航空發(fā)動(dòng)機(jī)新型整體結(jié)構(gòu)、高可靠性輕量化結(jié)構(gòu)以及精密霜医、高效和低成本制造技術(shù)迅速發(fā)展和應(yīng)用齿拂，使得發(fā)動(dòng)機(jī)部件質(zhì)量越來(lái)越輕擎椰。 機(jī)匣、葉片创肥、盤(pán)軸和整體葉盤(pán)等制造技術(shù)的有效提升是和機(jī)床工具技術(shù)的發(fā)展密不可分的达舒。
典型零件加工技術(shù)

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)大量采用鈦合金、耐熱合金等難加工材料及復(fù)合材料叹侄，對(duì)推動(dòng)和促進(jìn)機(jī)床工具的發(fā)展起到了重要的作用巩搏。同時(shí)表面完整性機(jī)械加工與智能控制技術(shù)、復(fù)雜薄壁零件多工藝復(fù)合加工技術(shù)趾代、發(fā)動(dòng)機(jī)零件高效綠色加工技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展贯底，對(duì)機(jī)床工具提出了更高的要求，不但要解決結(jié)構(gòu)變形與精度控制問(wèn)題撒强，而且要充分研究表面完整性控制問(wèn)題挽后。

　　1. 機(jī)匣件加工技術(shù)

      （1）機(jī)匣件加工變形控制。

　　機(jī)匣為弱剛性零件鸠头，配合面的設(shè)計(jì)精度高镇盛；材料多選用高溫合金和鈦合金等難加工材料；加工余量很大诱价，分布也不均勻卜锡。加工后易變形，結(jié)合機(jī)匣的這些特點(diǎn)涧俐，可以采取下列措施減小機(jī)匣件加工后的變形：①合理安排加工工藝路線歉赴。②選擇正確的定位裝夾方法。③開(kāi)發(fā)增強(qiáng)切削系統(tǒng)剛性的夾具偶村。④合理規(guī)劃切削走刀路徑柄午。⑤控制粗加工后的變形量。⑥明確機(jī)匣的檢測(cè)狀態(tài)娶架。

　∷洹（2）機(jī)匣編程模板技術(shù)。由于機(jī)匣零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜代虾，加工內(nèi)容相對(duì)集中进肯，數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)極其復(fù)雜。大部分零件一道工序就安排上百個(gè)加工工步棉磨，需要幾十種刀具江掩，編程規(guī)范無(wú)法對(duì)一些內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的規(guī)定。

　　通過(guò)加工模板中固化加工方法乘瓤、走刀方式环形、加工余量、加工刀具衙傀、進(jìn)退刀方式抬吟、機(jī)床控制和進(jìn)給量等參數(shù)萨咕，能夠簡(jiǎn)化編程流程。省去了加工刀具火本、加工方法組危队、多種加工參數(shù)的繁瑣設(shè)置工作。優(yōu)化后的工作流程有利于零件加工程序的編制钙畔，降低了編程人員的疲勞強(qiáng)度和編程失誤率茫陆。UG模板文件建立步驟：①定義加工模板類(lèi)型。②創(chuàng)建加工方法組和刀具組埂荤。③確定加工模板中的加工參數(shù)毛围。④建立刀具庫(kù)。⑤設(shè)置模板關(guān)聯(lián)和繼承關(guān)系屁蕾。

　　隨著數(shù)控加工技術(shù)水平不斷提高沸恤，模板文件需要進(jìn)行相應(yīng)的更新，及時(shí)吸收當(dāng)前最新的加工技術(shù)躺潘，滿足現(xiàn)場(chǎng)精益生產(chǎn)的需要真稚。

　　（3）無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)是指在數(shù)字化控制加工設(shè)備上坝亿，被加工產(chǎn)品加工過(guò)程中無(wú)人為干預(yù)或極少人為干預(yù)屋廓，被加工產(chǎn)品的加工質(zhì)量及質(zhì)量穩(wěn)定性不受人為因素影響的加工過(guò)程。最終達(dá)到關(guān)閉機(jī)床門(mén)→按動(dòng)按鈕啟動(dòng)加工程序→程序執(zhí)行結(jié)束→打開(kāi)機(jī)床門(mén)→卸下合格零件灰囤，中間不需人工測(cè)量、換刀和調(diào)整程序等鸥层。

　　機(jī)匣零件無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工程序原則上應(yīng)具備下面幾個(gè)特點(diǎn)：

　∪衲狻① 時(shí)效性：在保證零件加工質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程高效加工慧邮。

　〉飨蕖②精密性：無(wú)干預(yù)數(shù)控程序須__能保證零件加工的主要尺寸及配合尺寸，質(zhì)量可控误澳，靠近尺寸中差耻矮。

　　③高自動(dòng)性：通過(guò)采用機(jī)床自動(dòng)換刀忆谓，機(jī)內(nèi)自動(dòng)對(duì)刀裆装、在線測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全程序數(shù)控加工無(wú)干預(yù)或少干預(yù)倡缠，加工過(guò)程按100%倍率進(jìn)行哨免，操作者無(wú)需調(diào)整進(jìn)給倍率。

　￡悸佟④防錯(cuò)性：采用邏輯判斷指令對(duì)加工全過(guò)程中的輸入值進(jìn)行監(jiān)控和管理琢唾，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)载荔，自動(dòng)采取對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施。

　〔商摇⑤互動(dòng)性：充分利用機(jī)床功能懒熙，將加工過(guò)程的換刀信息、出錯(cuò)提示信息等內(nèi)容在加工過(guò)程中及時(shí)脂壁、準(zhǔn)確地顯示在操作面板上囤乎，提醒操作者進(jìn)行相應(yīng)操作。

　　2 . 整體盤(pán)軸高效車(chē)銑復(fù)合加工

        整體盤(pán)軸零件是典型的盤(pán)軸一體結(jié)構(gòu)零件笆滓，是將壓氣機(jī)盤(pán)和軸頸集成為一體的全新結(jié)構(gòu)的重要承力件槽顶，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精度高初肥、剛性差和材料難加工等特點(diǎn)昭淋。

　　特別是軸頸錐壁與輪盤(pán)浮板之間形成了半封閉深型腔結(jié)構(gòu)，開(kāi)敞性差午螺，加工難度大墓枝，這類(lèi)零件的加工按傳統(tǒng)的加工工藝需要在數(shù)控車(chē)床、坐標(biāo)鏜床跷它、五坐標(biāo)加工中心等多種設(shè)備上完成容且。加工周期長(zhǎng)，加工質(zhì)量不穩(wěn)定唾诺。整體盤(pán)軸采用車(chē)銑復(fù)合數(shù)控加工亮隙，編制ACE（Automatic ControlEquipment）程序、恒定線速度切削垢夹、在線測(cè)量和自動(dòng)補(bǔ)償?shù)臄?shù)控加工技術(shù)溢吻，將加工、測(cè)量和補(bǔ)償有效地融合在同一程序段中果元，實(shí)現(xiàn)以機(jī)床為過(guò)程執(zhí)行主體的連續(xù)加工模式促王，減少人為出錯(cuò)的概率和不必要的停機(jī)時(shí)間。創(chuàng)新點(diǎn)在于加工過(guò)程高度集成而晒。一次裝夾蝇狼，完成車(chē)、銑倡怎、鉆迅耘、擴(kuò)、鏜诈胜、鉸加工豹障，一次成形。大幅提高零件加工質(zhì)量和加工效率。
通過(guò)設(shè)計(jì)全過(guò)程無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工程序称侣，改進(jìn)了傳統(tǒng)加工中零件尺寸公差離散度大嘹挨、質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題。在整體盤(pán)軸零件深型腔加工中赁挚，采用高壓內(nèi)冷結(jié)構(gòu)的刀具和超高壓靶式斷屑技術(shù)逮弛，開(kāi)發(fā)應(yīng)用了B軸擺動(dòng)車(chē)削加工技術(shù)，恒定線速度切削照腐、在線測(cè)量和刀具磨損自動(dòng)補(bǔ)償鞋会、軸向分層切削、徑向分層切削的加工方式贿册，通過(guò)對(duì)切削參數(shù)填杀、切削方式、走刀路徑的優(yōu)化睦忘，有效解決了整體盤(pán)軸零件加工中斷屑焦厘、打刀、振動(dòng)等工藝性難題砖啄。

　　3. 整體葉盤(pán)的加工.

　　整體葉盤(pán)是將葉片和輪轂做成一個(gè)整體绽脏，具有質(zhì)量輕、避免榫頭氣流損失等優(yōu)點(diǎn)蒸甜，在先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛棠耕。整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，葉片型面為復(fù)雜自由曲面柠新，扭曲度大窍荧，加工精度要求高，相鄰葉片之間通道深而窄恨憎、開(kāi)敞性差搅荞，使整體葉盤(pán)制造困難，加工過(guò)程中葉片間加工區(qū)域狹窄框咙，刀具可移動(dòng)范圍小，加工區(qū)域約束條件苛刻痢甘，使得加工過(guò)程中刀具矢量方向變化劇烈喇嘱。
整體葉盤(pán)高效加工是在保證零件精度和質(zhì)量的前提下，通過(guò)對(duì)加工過(guò)程的優(yōu)化和提高單位時(shí)間材料切除量來(lái)提高加工效率和設(shè)備利用率塞栅，降低生產(chǎn)成本的一種高性能加工技術(shù)者铜。涵蓋了高效加工工藝、高效加工的數(shù)控編程技術(shù)放椰、高效加工刀具選配及運(yùn)用技術(shù)以及加工過(guò)程的智能化控制等绵颅。通過(guò)選擇小切深、大進(jìn)給等先進(jìn)的加工方法，減少工藝性應(yīng)力集中忙体，降低加工表面非均勻济谢、非穩(wěn)定殘余應(yīng)力，提高零件的抗疲勞強(qiáng)度怨级。

　　4. 葉片型面數(shù)控銑削

　　葉片采用五坐標(biāo)加工中心情腥，集成數(shù)控加工優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了葉身型面、圓弧形榫頭钮核、燕尾形榫頭辰张、葉身上凹槽、軸頸圓弧槽和葉肩圓弧等多部位的數(shù)控加工新掸。對(duì)比傳統(tǒng)的工藝加工方法欢巡，縮短了40%的工序，減少了70%的工裝制造量教九。

葉片數(shù)控銑刀通常有圓角立銑刀致驶、球頭立銑刀、錐度球頭立銑刀等潭千。一般情況下應(yīng)選擇這些標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行葉片銑削加工谱姓。在條件允許的情況下，也應(yīng)多選擇機(jī)夾刀具刨晴，這樣可降低葉片的刀具消耗成本屉来。

　　當(dāng)葉片某些部位需要特種刀具結(jié)構(gòu)和規(guī)格時(shí)，要定制一些非標(biāo)刀具狈癞。

　　由于葉片結(jié)構(gòu)不同茄靠，即使同一種材料的葉片，有同樣的切削余量和表面質(zhì)量要求蝶桶，也可能需要不同的切削參數(shù)慨绳。

　　葉片型面的無(wú)余量數(shù)控銑削，即數(shù)控銑削后葉片型面應(yīng)在公差范圍內(nèi)真竖，包括型面輪廓和位置度脐雪。要實(shí)現(xiàn)無(wú)余量數(shù)控銑削，僅靠高精度數(shù)控設(shè)備還不夠恢共，還需要解決葉片毛料狀態(tài)的穩(wěn)定性战秋、葉片數(shù)控加工時(shí)裝夾系統(tǒng)的可靠性、刀具狀態(tài)變化的規(guī)律性分析及葉片銑削后的機(jī)械拋光等一系列問(wèn)題柴炉。葉片無(wú)余量數(shù)控銑削是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程技術(shù)辟堡，需要解決整個(gè)工藝過(guò)程中每個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題，以及保持整個(gè)工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性青竹。

機(jī)床工具在航空制造中的應(yīng)用

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)是在高溫触晃、高壓冗吟、高速旋轉(zhuǎn)的惡劣環(huán)境條件下長(zhǎng)期可靠工作的復(fù)雜熱力機(jī)械，是典型的知識(shí)和技術(shù)高度密集的產(chǎn)品皂计。航空制造業(yè)是機(jī)床制造商的主要服務(wù)對(duì)象之一演侍。

　　1. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造對(duì)機(jī)床工具需求

        航空制造業(yè)對(duì)零件加工精度和效率日益提高的需求不斷推動(dòng)機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，是機(jī)床產(chǎn)品創(chuàng)新的源源動(dòng)力鳖路。高速高精度加工中心殊蜓、復(fù)合加工和多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)，都與客戶(hù)需求密切相關(guān)盏萝。

　　機(jī)床的發(fā)展方向： ① 自動(dòng)化程度高寂贱，即要求設(shè)備具有數(shù)字化和前沿性的特征，軟件功能強(qiáng)大澡呼，自動(dòng)化程度高滋饲。②高度集成性，附加設(shè)備少喊巍，設(shè)備高度集成屠缭，能夠?qū)崿F(xiàn)工藝復(fù)合。③柔性化崭参，設(shè)備通用程度高呵曹，生產(chǎn)適用性強(qiáng)。④高精度何暮、高效率奄喂、智能化，設(shè)備需具備精度高海洼、技術(shù)成熟度高等特點(diǎn)跨新。⑤高穩(wěn)定性，精度保持時(shí)間長(zhǎng)坏逢，故障率低域帐。

　　3 ～ 5軸加工中心、數(shù)控車(chē)床加工中心是整、各種磨削設(shè)備赚朱、各種精鍛設(shè)備、各種鑄造設(shè)備以叛、特種電加工設(shè)備肯仍、復(fù)合加工中心（車(chē)銑、銑車(chē)）竹俱、葉片加工中心及磨削中心、特種電加工設(shè)備粘胧、激光加工及強(qiáng)化設(shè)備和零件表面處理設(shè)備是航空制造中必需的設(shè)備摊房。

　　（1）盤(pán)類(lèi)零件加工設(shè)備的基本要求。數(shù)控立車(chē)：在工作臺(tái)直徑昨哑、定位精度你朝、重復(fù)定位精度、工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和工作臺(tái)承重等方面應(yīng)與所加工零件相適應(yīng)域毡。具有自動(dòng)換刀功能爪只，刀庫(kù)容量足夠大；控制系統(tǒng)考余，具備刀具軌跡圖形顯示功能先嬉；具備USB端口、DNC網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)端口楚堤；配置高壓內(nèi)冷疫蔓，機(jī)載自動(dòng)對(duì)刀功能、機(jī)載工件測(cè)量功能身冬、溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能衅胀；機(jī)床具有足夠的剛性和可靠性。

　∷煮荨（2）機(jī)匣加工設(shè)備的基本要求滚躯。工作臺(tái)翻轉(zhuǎn)式五坐標(biāo)銑加工中心：具備框架TRANS、AROT嘿歌、刀尖跟蹤TRAORI掸掏、高級(jí)測(cè)量循環(huán)、計(jì)數(shù)循環(huán)FOR及子程序調(diào)用功能搅幅；具備USB端口阅束、DNC網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)端口。其他功能：機(jī)床配有強(qiáng)力內(nèi)冷茄唐，機(jī)載自動(dòng)對(duì)刀功能伴严、機(jī)載工件測(cè)量功能、溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能辐芍，具有斷點(diǎn)跟蹤功能贡垃； 機(jī)床具有足夠剛性和可靠性等。

　≈榔荨（3）葉片加工設(shè)備的基本要求令久。五坐標(biāo)葉片銑加工中心：直線軸加速度高，響應(yīng)快猫郎；帶有自適應(yīng)加工功能沧唧；葉片加工專(zhuān)用軟件；在機(jī)檢測(cè)矩修、雙驅(qū)動(dòng)軸功能叫砚；24位以上刀庫(kù)以及機(jī)床內(nèi)對(duì)刀裝置啼康；機(jī)床具有足夠剛性和可靠性。

　　2. 高性能刀具切削技術(shù)應(yīng)用

　　刀具作為切削加工的主體之一铡涣，在解決航空材料的加工難題中起著至關(guān)重要的作用凑逗。先進(jìn)的航空產(chǎn)品要求航空零件具有更優(yōu)異的性能、更低的成本和更高的環(huán)保性否淤。

　　加工工藝要求具有更快的加工速度悄但、更高的可靠性、高重復(fù)精度和可再現(xiàn)性石抡。航空鈦合金檐嚣、高溫合金零件等難切削的工件材料，復(fù)雜而薄壁的形狀汁雷，高精度的尺寸和表面粗糙度要求净嘀，同時(shí)大的金屬去除量等特點(diǎn)，對(duì)切削刀具的高效侠讯、精密挖藏、安全性等提出更高的要求。

　　傳統(tǒng)的刀具已不能滿足現(xiàn)代先進(jìn)高效加工的要求厢漩，刀具行業(yè)進(jìn)入了“高精度膜眠、高效率、高可靠性和專(zhuān)用化”的現(xiàn)代刀具生產(chǎn)新格局溜嗜。

　　高效可轉(zhuǎn)位刀具和超硬刀具是當(dāng)今機(jī)械高性能加工技術(shù)的關(guān)鍵宵膨，進(jìn)口刀具昂貴的價(jià)格制約了先進(jìn)刀具在中國(guó)的推廣，嚴(yán)重影響了中國(guó)機(jī)械制造業(yè)的水平和生產(chǎn)效率丢墅，先進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)形式兔憨、高性能的刀具材料，高效可轉(zhuǎn)位刀具系列及超硬刀具的研究開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行（見(jiàn)圖5）莽简。一個(gè)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)扶楣，會(huì)有效降低機(jī)械加工成本。另一方面通過(guò)開(kāi)發(fā)高效可轉(zhuǎn)位刀具和超硬刀具淹宽，掌握一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端可轉(zhuǎn)位刀具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)睬毒，可有效提高我國(guó)機(jī)床工具企業(yè)在國(guó)際領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，提升我國(guó)切削刀具行業(yè)的整體發(fā)展水平劫丧，實(shí)現(xiàn)切削刀具的可持續(xù)發(fā)展遣株。

刀具企業(yè)應(yīng)建立面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)用戶(hù)的數(shù)控刀具工藝數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　構(gòu)建數(shù)控刀具的系列化工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)浊待，制定產(chǎn)品的企業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)革哄。注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)用高效硬質(zhì)合金刀具生產(chǎn)工藝技術(shù)集成 缔类。

        3 . 國(guó)內(nèi)機(jī)床工具的優(yōu)勢(shì)及差距

　　盡管我國(guó)機(jī)床行業(yè)近年來(lái)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展泉钮，數(shù)控化率穩(wěn)步提高麸塞，但機(jī)床消費(fèi)和生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)性矛盾仍然比較突出。主要體現(xiàn)在國(guó)內(nèi)對(duì)中高檔機(jī)床的需求量不斷提高涧衙，但國(guó)內(nèi)高檔數(shù)控機(jī)床還不能完全滿足需求。

　　4. 航空制造對(duì)機(jī)床工具發(fā)展的建議

　“麓恕（1）以點(diǎn)帶面弧哎，提升基礎(chǔ)。專(zhuān)項(xiàng)研究不但要兼顧主機(jī)和最終產(chǎn)品稚虎，還要夯實(shí)機(jī)床相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)制造理論撤嫩。對(duì)基礎(chǔ)共性技術(shù)進(jìn)行研究，提高機(jī)床工具核心競(jìng)爭(zhēng)力蠢终。

　⌒蛉痢（2）重點(diǎn)突出，突破關(guān)鍵寻拂。航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的裝備種類(lèi)很多程奠，可以集中在典型零件和機(jī)床上進(jìn)行研究，如切削祭钉、磨削加工技術(shù)可以集中在機(jī)匣瞄沙、葉片、整體葉盤(pán)/葉輪上危晕，這三類(lèi)零件可以集中80%以上的關(guān)鍵技術(shù)坟荤。集中了難加工材料、復(fù)雜曲面和弱剛性結(jié)構(gòu)饼尾。相關(guān)的切削挽沧、磨削技術(shù)一旦突破，其他零件均可采用谐昌。

　〔诠佟（3）做好售后，實(shí)現(xiàn)共贏粘榕。機(jī)床工具企業(yè)應(yīng)積極做好售后服務(wù)互愚，實(shí)施“交鑰匙”工程。了解客戶(hù)需求伴零，聽(tīng)取客戶(hù)反饋意見(jiàn)千覆，掌握世界先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)制造出精品感桌，與客戶(hù)共贏姑裂。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件制造技術(shù)分析
           航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件制造技術(shù)分析先進(jìn)的材料和制造技術(shù)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制與生產(chǎn)的重要物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)。發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量不斷減輕男旗，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率舶斧、使用壽命欣鳖、穩(wěn)定性和可靠性不斷提高。航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料與制造技術(shù)向著高溫化茴厉、復(fù)合化泽台、輕量化、整體化矾缓、高效率和低成本的方向發(fā)展怀酷。航空發(fā)動(dòng)機(jī)新型整體結(jié)構(gòu)、高可靠性輕量化結(jié)構(gòu)以及精密嗜闻、高效和低成本制造技術(shù)迅速發(fā)展和應(yīng)用蜕依，使得發(fā)動(dòng)機(jī)部件質(zhì)量越來(lái)越輕。 機(jī)匣琉雳、葉片样眠、盤(pán)軸和整體葉盤(pán)等（見(jiàn)圖1）制造技術(shù)的有效提升是和機(jī)床工具技術(shù)的發(fā)展密不可分的。

典型零件加工技術(shù)

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)大量采用鈦合金翠肘、耐熱合金等難加工材料及復(fù)合材料肩蹬，對(duì)推動(dòng)和促進(jìn)機(jī)床工具的發(fā)展起到了重要的作用。同時(shí)表面完整性機(jī)械加工與智能控制技術(shù)搔献、復(fù)雜薄壁零件多工藝復(fù)合加工技術(shù)携侮、發(fā)動(dòng)機(jī)零件高效綠色加工技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)床工具提出了更高的要求榛瞪，不但要解決結(jié)構(gòu)變形與精度控制問(wèn)題姚继，而且要充分研究表面完整性控制問(wèn)題。

　　1. 機(jī)匣件加工技術(shù)

      （1）機(jī)匣件加工變形控制窟诈。

　　機(jī)匣為弱剛性零件几馁，配合面的設(shè)計(jì)精度高；材料多選用高溫合金和鈦合金等難加工材料掏手；加工余量很大钙阐，分布也不均勻。加工后易變形丑凛，結(jié)合機(jī)匣的這些特點(diǎn)颁吭，可以采取下列措施減小機(jī)匣件加工后的變形：①合理安排加工工藝路線。②選擇正確的定位裝夾方法苗膝。③開(kāi)發(fā)增強(qiáng)切削系統(tǒng)剛性的夾具殃恒。④合理規(guī)劃切削走刀路徑。⑤控制粗加工后的變形量辱揭。⑥明確機(jī)匣的檢測(cè)狀態(tài)离唐。

　　（2）機(jī)匣編程模板技術(shù)。由于機(jī)匣零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜亥鬓，加工內(nèi)容相對(duì)集中完沪，數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)極其復(fù)雜。大部分零件一道工序就安排上百個(gè)加工工步嵌戈，需要幾十種刀具覆积，編程規(guī)范無(wú)法對(duì)一些內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的規(guī)定。

　　通過(guò)加工模板中固化加工方法熟呛、走刀方式技健、加工余量、加工刀具惰拱、進(jìn)退刀方式、機(jī)床控制和進(jìn)給量等參數(shù)星肤，能夠簡(jiǎn)化編程流程搜栽。省去了加工刀具、加工方法組溢牡、多種加工參數(shù)的繁瑣設(shè)置工作贱供。優(yōu)化后的工作流程有利于零件加工程序的編制，降低了編程人員的疲勞強(qiáng)度和編程失誤率粉怯。UG模板文件建立步驟：①定義加工模板類(lèi)型犁鹤。②創(chuàng)建加工方法組和刀具組。③確定加工模板中的加工參數(shù)险朴。④建立刀具庫(kù)舞轧。⑤設(shè)置模板關(guān)聯(lián)和繼承關(guān)系。

　　隨著數(shù)控加工技術(shù)水平不斷提高使宽，模板文件需要進(jìn)行相應(yīng)的更新羞菊，及時(shí)吸收當(dāng)前最新的加工技術(shù)，滿足現(xiàn)場(chǎng)精益生產(chǎn)的需要厦嘹。

　∫А（3）無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)是指在數(shù)字化控制加工設(shè)備上，被加工產(chǎn)品加工過(guò)程中無(wú)人為干預(yù)或極少人為干預(yù)姐赡，被加工產(chǎn)品的加工質(zhì)量及質(zhì)量穩(wěn)定性不受人為因素影響的加工過(guò)程莱预。最終達(dá)到關(guān)閉機(jī)床門(mén)→按動(dòng)按鈕啟動(dòng)加工程序→程序執(zhí)行結(jié)束→打開(kāi)機(jī)床門(mén)→卸下合格零件，中間不需人工測(cè)量项滑、換刀和調(diào)整程序等依沮。

　　機(jī)匣零件無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工程序原則上應(yīng)具備下面幾個(gè)特點(diǎn)：

　　① 時(shí)效性：在保證零件加工質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上杖们，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程高效加工悉抵。

　　②精密性：無(wú)干預(yù)數(shù)控程序須__能保證零件加工的主要尺寸及配合尺寸摘完，質(zhì)量可控姥饰，靠近尺寸中差傻谁。

　　③高自動(dòng)性：通過(guò)采用機(jī)床自動(dòng)換刀列粪，機(jī)內(nèi)自動(dòng)對(duì)刀审磁、在線測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全程序數(shù)控加工無(wú)干預(yù)或少干預(yù)岂座，加工過(guò)程按100%倍率進(jìn)行态蒂，操作者無(wú)需調(diào)整進(jìn)給倍率。

　±濉④防錯(cuò)性：采用邏輯判斷指令對(duì)加工全過(guò)程中的輸入值進(jìn)行監(jiān)控和管理赤蚜，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，自動(dòng)采取對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施威卑。

　∑ň簟⑤互動(dòng)性：充分利用機(jī)床功能，將加工過(guò)程的換刀信息您凸、出錯(cuò)提示信息等內(nèi)容在加工過(guò)程中及時(shí)晚神、準(zhǔn)確地顯示在操作面板上，提醒操作者進(jìn)行相應(yīng)操作宠宗。

　　2 . 整體盤(pán)軸高效車(chē)銑復(fù)合加工

        整體盤(pán)軸零件是典型的盤(pán)軸一體結(jié)構(gòu)零件饮协，是將壓氣機(jī)盤(pán)和軸頸集成為一體的全新結(jié)構(gòu)的重要承力件，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜瓣硼、尺寸精度高啰价、剛性差和材料難加工等特點(diǎn)。

　　特別是軸頸錐壁與輪盤(pán)浮板之間形成了半封閉深型腔結(jié)構(gòu)萤榔，開(kāi)敞性差鸯乃，加工難度大，這類(lèi)零件的加工按傳統(tǒng)的加工工藝需要在數(shù)控車(chē)床跋涣、坐標(biāo)鏜床缨睡、五坐標(biāo)加工中心等多種設(shè)備上完成。加工周期長(zhǎng)陈辱，加工質(zhì)量不穩(wěn)定奖年。整體盤(pán)軸采用車(chē)銑復(fù)合數(shù)控加工（見(jiàn)圖2），編制ACE（Automatic ControlEquipment）程序沛贪、恒定線速度切削陋守、在線測(cè)量和自動(dòng)補(bǔ)償?shù)臄?shù)控加工技術(shù)，將加工利赋、測(cè)量和補(bǔ)償有效地融合在同一程序段中水评，實(shí)現(xiàn)以機(jī)床為過(guò)程執(zhí)行主體的連續(xù)加工模式，減少人為出錯(cuò)的概率和不必要的停機(jī)時(shí)間。創(chuàng)新點(diǎn)在于加工過(guò)程高度集成中燥。一次裝夾寇甸，完成車(chē)、銑疗涉、鉆稀渊、擴(kuò)、鏜图漓、鉸加工铐跷，一次成形。大幅提高零件加工質(zhì)量和加工效率肄朵。

         通過(guò)設(shè)計(jì)全過(guò)程無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工程序涧兜，改進(jìn)了傳統(tǒng)加工中零件尺寸公差離散度大、質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題贰漱。在整體盤(pán)軸零件深型腔加工中妆崇，采用高壓內(nèi)冷結(jié)構(gòu)的刀具和超高壓靶式斷屑技術(shù)，開(kāi)發(fā)應(yīng)用了B軸擺動(dòng)車(chē)削加工技術(shù)部糠，恒定線速度切削、在線測(cè)量和刀具磨損自動(dòng)補(bǔ)償军霸、軸向分層切削提甚、徑向分層切削的加工方式，通過(guò)對(duì)切削參數(shù)幻彪、切削方式褪储、走刀路徑的優(yōu)化，有效解決了整體盤(pán)軸零件加工中斷屑慧域、打刀鲤竹、振動(dòng)等工藝性難題。

　　3. 整體葉盤(pán)的加工.

　　整體葉盤(pán)是將葉片和輪轂做成一個(gè)整體昔榴，具有質(zhì)量輕辛藻、避免榫頭氣流損失等優(yōu)點(diǎn)，在先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛互订。整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜吱肌，葉片型面為復(fù)雜自由曲面，扭曲度大仰禽，加工精度要求高氮墨，相鄰葉片之間通道深而窄、開(kāi)敞性差吐葵，使整體葉盤(pán)制造困難规揪，加工過(guò)程中葉片間加工區(qū)域狹窄，刀具可移動(dòng)范圍小，加工區(qū)域約束條件苛刻妥抬，使得加工過(guò)程中刀具矢量方向變化劇烈蛆器。

         整體葉盤(pán)高效加工是在保證零件精度和質(zhì)量的前提下，通過(guò)對(duì)加工過(guò)程的優(yōu)化和提高單位時(shí)間材料切除量來(lái)提高加工效率和設(shè)備利用率鲫畸，降低生產(chǎn)成本的一種高性能加工技術(shù)歇刺。涵蓋了高效加工工藝、高效加工的數(shù)控編程技術(shù)霜宙、高效加工刀具選配及運(yùn)用技術(shù)以及加工過(guò)程的智能化控制等章慌。通過(guò)選擇小切深、大進(jìn)給等先進(jìn)的加工方法堕武，減少工藝性應(yīng)力集中恳繁，降低加工表面非均勻、非穩(wěn)定殘余應(yīng)力夫泛，提高零件的抗疲勞強(qiáng)度擎骄。

　　4. 葉片型面數(shù)控銑削

　　葉片采用五坐標(biāo)加工中心，集成數(shù)控加工優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了葉身型面伸畅、圓弧形榫頭隔屠、燕尾形榫頭、葉身上凹槽馍驯、軸頸圓弧槽和葉肩圓弧等多部位的數(shù)控加工阁危。對(duì)比傳統(tǒng)的工藝加工方法，縮短了40%的工序汰瘫，減少了70%的工裝制造量狂打。

        葉片數(shù)控銑刀通常有圓角立銑刀、球頭立銑刀混弥、錐度球頭立銑刀等趴乡。一般情況下應(yīng)選擇這些標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行葉片銑削加工。在條件允許的情況下蝗拿，也應(yīng)多選擇機(jī)夾刀具晾捏，這樣可降低葉片的刀具消耗成本。

　　當(dāng)葉片某些部位需要特種刀具結(jié)構(gòu)和規(guī)格時(shí)哀托，要定制一些非標(biāo)刀具粟瞬。

　　由于葉片結(jié)構(gòu)不同，即使同一種材料的葉片萤捆，有同樣的切削余量和表面質(zhì)量要求裙品，也可能需要不同的切削參數(shù)。

　　葉片型面的無(wú)余量數(shù)控銑削长笋，即數(shù)控銑削后葉片型面應(yīng)在公差范圍內(nèi)斩憾，包括型面輪廓和位置度式亥。要實(shí)現(xiàn)無(wú)余量數(shù)控銑削，僅靠高精度數(shù)控設(shè)備還不夠淳习，還需要解決葉片毛料狀態(tài)的穩(wěn)定性纸藕、葉片數(shù)控加工時(shí)裝夾系統(tǒng)的可靠性、刀具狀態(tài)變化的規(guī)律性分析及葉片銑削后的機(jī)械拋光等一系列問(wèn)題钮庆。葉片無(wú)余量數(shù)控銑削是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程技術(shù)冗炊，需要解決整個(gè)工藝過(guò)程中每個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題，以及保持整個(gè)工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性垒某。

機(jī)床工具在航空制造中的應(yīng)用

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)是在高溫知援、高壓、高速旋轉(zhuǎn)的惡劣環(huán)境條件下長(zhǎng)期可靠工作的復(fù)雜熱力機(jī)械慈琼，是典型的知識(shí)和技術(shù)高度密集的產(chǎn)品星自。航空制造業(yè)是機(jī)床制造商的主要服務(wù)對(duì)象之一。

　　1. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造對(duì)機(jī)床工具需求

        航空制造業(yè)對(duì)零件加工精度和效率日益提高的需求不斷推動(dòng)機(jī)床技術(shù)的發(fā)展芋沽，是機(jī)床產(chǎn)品創(chuàng)新的源源動(dòng)力塑崖。高速高精度加工中心、復(fù)合加工和多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)痛倚，都與客戶(hù)需求密切相關(guān)规婆。

　　機(jī)床的發(fā)展方向： ① 自動(dòng)化程度高，即要求設(shè)備具有數(shù)字化和前沿性的特征蝉稳，軟件功能強(qiáng)大聋呢，自動(dòng)化程度高。②高度集成性颠区，附加設(shè)備少，設(shè)備高度集成通铲，能夠?qū)崿F(xiàn)工藝復(fù)合毕莱。③柔性化，設(shè)備通用程度高颅夺，生產(chǎn)適用性強(qiáng)朋截。④高精度、高效率吧黄、智能化部服，設(shè)備需具備精度高、技術(shù)成熟度高等特點(diǎn)竖沦。⑤高穩(wěn)定性胎融，精度保持時(shí)間長(zhǎng)，故障率低舍屠。

　　3 ～ 5軸加工中心美怪、數(shù)控車(chē)床加工中心圃活、各種磨削設(shè)備、各種精鍛設(shè)備蒸咏、各種鑄造設(shè)備归鲸、特種電加工設(shè)備、復(fù)合加工中心（車(chē)銑悬坎、銑車(chē)）定桃、葉片加工中心及磨削中心、特種電加工設(shè)備伸义、激光加工及強(qiáng)化設(shè)備和零件表面處理設(shè)備是航空制造中必需的設(shè)備何别。

　　（1）盤(pán)類(lèi)零件加工設(shè)備的基本要求蛛挚。數(shù)控立車(chē)：在工作臺(tái)直徑抗斤、定位精度、重復(fù)定位精度丈咐、工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和工作臺(tái)承重等方面應(yīng)與所加工零件相適應(yīng)瑞眼。具有自動(dòng)換刀功能，刀庫(kù)容量足夠大棵逊；控制系統(tǒng)伤疙，具備刀具軌跡圖形顯示功能；具備USB端口辆影、DNC網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)端口徒像；配置高壓內(nèi)冷，機(jī)載自動(dòng)對(duì)刀功能蛙讥、機(jī)載工件測(cè)量功能锯蛀、溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能；機(jī)床具有足夠的剛性和可靠性次慢。

　∨缘印（2）機(jī)匣加工設(shè)備的基本要求。工作臺(tái)翻轉(zhuǎn)式五坐標(biāo)銑加工中心：具備框架TRANS迫像、AROT辙炒、刀尖跟蹤TRAORI、高級(jí)測(cè)量循環(huán)薇兆、計(jì)數(shù)循環(huán)FOR及子程序調(diào)用功能牌君；具備USB端口、DNC網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)端口肯矾。其他功能：機(jī)床配有強(qiáng)力內(nèi)冷截剩，機(jī)載自動(dòng)對(duì)刀功能、機(jī)載工件測(cè)量功能界赦、溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能怠竞，具有斷點(diǎn)跟蹤功能费控； 機(jī)床具有足夠剛性和可靠性等。

　∩谠狻（3）葉片加工設(shè)備的基本要求咸培。五坐標(biāo)葉片銑加工中心：直線軸加速度高，響應(yīng)快骑跳；帶有自適應(yīng)加工功能疑跑；葉片加工專(zhuān)用軟件；在機(jī)檢測(cè)炉抒、雙驅(qū)動(dòng)軸功能奢讨；24位以上刀庫(kù)以及機(jī)床內(nèi)對(duì)刀裝置；機(jī)床具有足夠剛性和可靠性焰薄。

　　2. 高性能刀具切削技術(shù)應(yīng)用

　　刀具作為切削加工的主體之一拿诸，在解決航空材料的加工難題中起著至關(guān)重要的作用。先進(jìn)的航空產(chǎn)品要求航空零件具有更優(yōu)異的性能塞茅、更低的成本和更高的環(huán)保性亩码。

　　加工工藝要求具有更快的加工速度、更高的可靠性野瘦、高重復(fù)精度和可再現(xiàn)性描沟。航空鈦合金、高溫合金零件等難切削的工件材料鞭光，復(fù)雜而薄壁的形狀吏廉，高精度的尺寸和表面粗糙度要求，同時(shí)大的金屬去除量等特點(diǎn)惰许，對(duì)切削刀具的高效席覆、精密、安全性等提出更高的要求胜玖。

　　傳統(tǒng)的刀具已不能滿足現(xiàn)代先進(jìn)高效加工的要求袄优，刀具行業(yè)進(jìn)入了“高精度、高效率基列、高可靠性和專(zhuān)用化”的現(xiàn)代刀具生產(chǎn)新格局。

　　高效可轉(zhuǎn)位刀具和超硬刀具是當(dāng)今機(jī)械高性能加工技術(shù)的關(guān)鍵卿黍，進(jìn)口刀具昂貴的價(jià)格制約了先進(jìn)刀具在中國(guó)的推廣军笑，嚴(yán)重影響了中國(guó)機(jī)械制造業(yè)的水平和生產(chǎn)效率，先進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)形式见拴、高性能的刀具材料擅暴，高效可轉(zhuǎn)位刀具系列及超硬刀具的研究開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行（見(jiàn)圖5）。一個(gè)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)馒毙，會(huì)有效降低機(jī)械加工成本项栈。另一方面通過(guò)開(kāi)發(fā)高效可轉(zhuǎn)位刀具和超硬刀具手欣，掌握一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端可轉(zhuǎn)位刀具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)，可有效提高我國(guó)機(jī)床工具企業(yè)在國(guó)際領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力映检，提升我國(guó)切削刀具行業(yè)的整體發(fā)展水平癞樊，實(shí)現(xiàn)切削刀具的可持續(xù)發(fā)展。

        刀具企業(yè)應(yīng)建立面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)用戶(hù)的數(shù)控刀具工藝數(shù)據(jù)庫(kù)凛澎。

　　構(gòu)建數(shù)控刀具的系列化工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)霹肝，制定產(chǎn)品的企業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)。注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)塑煎，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)用高效硬質(zhì)合金刀具生產(chǎn)工藝技術(shù)集成 沫换。

　　3 . 國(guó)內(nèi)機(jī)床工具的優(yōu)勢(shì)及差距

　　盡管我國(guó)機(jī)床行業(yè)近年來(lái)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，數(shù)控化率穩(wěn)步提高最铁，但機(jī)床消費(fèi)和生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)性矛盾仍然比較突出讯赏。主要體現(xiàn)在國(guó)內(nèi)對(duì)中高檔機(jī)床的需求量不斷提高，但國(guó)內(nèi)高檔數(shù)控機(jī)床還不能完全滿足需求冷尉。

　　4. 航空制造對(duì)機(jī)床工具發(fā)展的建議

　∈妗（1）以點(diǎn)帶面，提升基礎(chǔ)网严。專(zhuān)項(xiàng)研究不但要兼顧主機(jī)和最終產(chǎn)品识樱，還要夯實(shí)機(jī)床相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)制造理論。對(duì)基礎(chǔ)共性技術(shù)進(jìn)行研究震束，提高機(jī)床工具核心競(jìng)爭(zhēng)力怜庸。

　　（2）重點(diǎn)突出姚转，突破關(guān)鍵谋扼。航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的裝備種類(lèi)很多，可以集中在典型零件和機(jī)床上進(jìn)行研究们敢，如切削咐准、磨削加工技術(shù)可以集中在機(jī)匣、葉片慷训、整體葉盤(pán)/葉輪上消李，這三類(lèi)零件可以集中80%以上的關(guān)鍵技術(shù)。集中了難加工材料蝉橘、復(fù)雜曲面和弱剛性結(jié)構(gòu)苔眼。相關(guān)的切削、磨削技術(shù)一旦突破润邑，其他零件均可采用稽星。

　　（3）做好售后哄谆，實(shí)現(xiàn)共贏褥民。機(jī)床工具企業(yè)應(yīng)積極做好售后服務(wù)季春，實(shí)施“交鑰匙”工程。了解客戶(hù)需求消返，聽(tīng)取客戶(hù)反饋意見(jiàn)载弄，掌握世界先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)制造出精品侦副，與客戶(hù)共贏侦锯。

結(jié)語(yǔ)

        一代材料、一代制造技術(shù)秦驯、一代工藝裝備尺碰，造就一代航空產(chǎn)品。

　　隨著航空制造技術(shù)的不斷發(fā)展译隘，對(duì)航空制造設(shè)備的依賴(lài)程度越來(lái)越高亲桥，需要工藝研究與設(shè)備的高度結(jié)合。機(jī)床工具的發(fā)展水平固耘，直接影響制造技術(shù)的應(yīng)用效果和航空產(chǎn)品的制造質(zhì)量和效率题篷。抓住機(jī)遇、乘勢(shì)而上厅目，自主創(chuàng)新是我們的重要選擇木砾。

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