航空作為高新技術(shù)領(lǐng)域的前沿,對精密加工的需求和信賴性更為突出泳猬,主要是零件的尺寸精度和表面質(zhì)量要求越來越高盒揉。中國要突破飛機(jī)發(fā)動機(jī)、機(jī)載設(shè)備荔烧、材料等關(guān)鍵核心技術(shù)吱七,典型零件和難加工材料的加工是其中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
機(jī)匣加工
航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣有三類社殉,一類是對開環(huán)形結(jié)構(gòu)陷龟,一類是整體環(huán)形結(jié)構(gòu),還有一種是異形殼體扑认。機(jī)匣材料是一種難加工的耐高溫的高強(qiáng)度鈦合金材料逻事。機(jī)匣又是薄壁、弱剛性結(jié)構(gòu)犯舆,型面復(fù)雜畜溺,精度要求高,加工難度大壮僵。機(jī)匣是大型零件理章,一臺推力為15000公斤航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣直徑Ф800mm。大飛機(jī)的大型風(fēng)扇機(jī)匣外形尺寸Ф1823.5mm×546mm清腌,最薄處壁厚3mm厂均。所以,機(jī)匣加工需要中帆摊、大型多功能碱茁、高精度數(shù)控機(jī)床裸卫。如加工直徑為Ф2000mm的數(shù)控立車和精密數(shù)控立車;工作枱尺寸為2400mm×5000mm的龍門式五軸聯(lián)動加工中心,需具備雙工位纽竣、在線測量和仿真功能彼城,刀庫容量60把刀左右,數(shù)控系統(tǒng)具有高級編程功能退个。機(jī)床定位精度X/Y/Z分別為8μm/8μm/5μm募壕,高速加工時,主軸轉(zhuǎn)速10000r/min以上语盈,主軸功率15千瓦~30千瓦舱馅,帶回轉(zhuǎn)工作枱,定位精度≦8;工作枱3000mm×5000mm龍門式鍵銑床刀荒,帶回轉(zhuǎn)工作枱代嗤,主軸轉(zhuǎn)速6000r/min。
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缠借,需用五軸聯(lián)動加工中心干毅,五軸高速龍門銑等加工葉片形面。葉根榫齒的加工需用拉床和緩進(jìn)給強(qiáng)力磨床泼返,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等盏,還需要有在線測量、程序調(diào)整和自動補(bǔ)償功能沥卦。
葉片形面用電解加工可大大提高加工效率缩睛,還需用數(shù)控六軸砂帶拋光設(shè)備拋光。希望有葉片形面檢測設(shè)備辩钢。
大型寬弦空心風(fēng)扇葉片采用寬弦辉召、空心、帶阻尼凸臺結(jié)構(gòu)沛三,直徑小1600mm以上影虫,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墩衍,制造這類葉片需要1000mm×400mm×570mm的五坐標(biāo)葉片銑床;精度0.025mm的自動拋光機(jī);組合封焊和擴(kuò)散連接及超塑成形設(shè)備等跛农。
葉片有很多冷卻用的小孔,用電脈沖打孔交某,比用激光打孔好(激光打孔有硬化層)醇锌,但現(xiàn)在,電加工打孔機(jī)床沒有打孔深淺的顯示麻诀,操作困難痕寓。希望能解決這個問題,能顯示打孔的深淺蝇闭。而耐1100℃高溫的鎳基單晶渦輪葉片具有很好的高溫強(qiáng)度和綜合性能呻率,葉片上有許多直徑為Φ0.3mm~Φ0.4mm 的冷卻氣膜孔硬毕,制作這類葉片,需要定向/單晶熔鑄爐礼仗、陶瓷型芯焙燒爐吐咳、制芯機(jī)、磨削中心元践、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韭脊。
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齒槽单旁。直槽可用拉削加工和磨削加工沪羔。圓弧形榫齒槽可用銑削和成形磨加工,但圓弧形榫齒槽的檢測困難象浑。葉環(huán)和葉盤的加工需要數(shù)控臥車蔫饰、精密數(shù)控立車。要求加工機(jī)床的剛性好庸尚,定位精度高喇暴,定位精度約為2μm~3μm。整體葉盤的葉片部分换乙,可用五軸高速加工中心加工倍熄,還可以用電火花成形加工。重型燃機(jī)葉盤直徑可達(dá)2000mm-3000mm杀终,需要用砂輪線速度l00m/s以上的高速磨床加工洛怠。
以下幾類產(chǎn)品在航空領(lǐng)域有著不同的應(yīng)用。
用於加工葉片榫齒息聪,分油盤端面弧齒的平面成形磨床:保寧(BLOHM)公司的PLANOMAT、PROFIMAT系列磨床囤胯,X员研、Y、Z軸均采用直線導(dǎo)軌和高精度滾珠絲杠蚪缚,其中Y阶质、Z軸可配分辨率為0.1um 光柵尺。美蓋勒(MAEGERLE)的MFP米苹、MGC系統(tǒng)機(jī)床X糕伐、Y軸采用靜壓導(dǎo)軌,Z軸采用滾柱導(dǎo)軌蘸嘶,其中Y良瞧、Z軸可配分辨率為0.1um 光柵尺。保寧(BLOHM)公司美蓋勒(MAEGERLE)還針對航空領(lǐng)域的應(yīng)用有針對性地開發(fā)了相關(guān)磨削應(yīng)用训唱,并隨著航空工業(yè)的不斷發(fā)展對進(jìn)行優(yōu)化升級褥蚯。所有這些可以保證采用緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削挚冤,并將齒形精度控制在±0.005mm以內(nèi)。
用於加工航空液壓元件的外圓磨床:斯圖特(STUDER)公司的S系列磨床赞庶,采用了擁有著名專利技術(shù)的Granitan人造花崗巖床身训挡,此床身具有優(yōu)異的吸振性和出色的熱穩(wěn)定性。專有高精回轉(zhuǎn)技術(shù)Nanospin歧强,保證回轉(zhuǎn)B軸的重復(fù)精度達(dá)到高精級澜薄,無背隙現(xiàn)象,從磨削外圓轉(zhuǎn)換到磨削錐度無需修整砂輪成型摊册。工作枱肤京、砂輪架為平V卸荷貼塑導(dǎo)軌,剛性好市砍、精度高俏川。尾架調(diào)節(jié)精度0.1μm。斯圖特(STUDER)的S系列磨床可以輕松地保證零件尺寸公差±1μm以內(nèi)射疤。
用於加工航空軸承符殊,齒輪軸等的外圓、無心磨床:肖特(SCHAUDT)倾桩、米克羅莎(MIKROSA)倘秸,由於床身采用了人造花崗巖鑄成,具有極佳的熱穩(wěn)定性和吸震性眼骗。砂輪主軸采用免維護(hù)陶瓷混合軸承支承轨皮。微米級精度安裝和調(diào)試可實現(xiàn)微米級的加工精度。
此外刀具磨床瓦爾特(WALTER)方秤、伊瓦格(EWAG)燎厘,是世界上目前唯一可提供刀具磨削及測量的一站式解決方案的供應(yīng)商,可用於磨削加工PCD益锻、PCBN刀具以適應(yīng)航空工業(yè)難加工材料的加工蠢琳。
精密加工技術(shù)集機(jī)床、工具镜豹、計量傲须、等成果於一體,需針對不同的加工對象趟脂、不同的產(chǎn)品要求泰讽,綜合地加以利用。每種精密加工方法都有特定的或適用的加工對象或精度范圍昔期,選擇精密加工方法要綜合考慮材料特性已卸、加工效率、加工成本镇眷。
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引入先進(jìn)的數(shù)字界面解決方案呆逼,減少開發(fā)時間和成本
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