飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件的加工與NC銑削加工的應(yīng)用

張洋洋++宋萬(wàn)萬(wàn)

摘 要：飛機(jī)零件制造時(shí)，由于要求精度高，外形復(fù)雜程度大，利用普通機(jī)床加工非常困難，需要利用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)和設(shè)備，制定合理的加工工藝規(guī)程。數(shù)控加工設(shè)備可以提高加工效率、提高加工質(zhì)量，而鈦合金是航空領(lǐng)域常用的材料，對(duì)于鈦合金的加工非常困難，對(duì)刀具磨損很大，所以對(duì)于鈦合金的加工方法一般利用NC銑削加工，提高加工效率。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)鈦合金的應(yīng)用；工藝規(guī)程；NC加工

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、飛機(jī)鈦合金的應(yīng)用

鈦合金的性能非常好，它的強(qiáng)度非常高、耐高溫性好，飛機(jī)上被廣泛應(yīng)用，機(jī)身的隔熱板、減速板、襟翼滑軋等，具體對(duì)鈦合金的特點(diǎn)介紹如下：

（1）強(qiáng)度及熱強(qiáng)度高，鈦合金的密度非常小，是鋼密度的60%，同時(shí)鈦合金在300℃～500℃溫度下不會(huì)產(chǎn)生形變，是鋁合金的10倍。

（2）低溫性能好，鈦合金不僅在高溫下強(qiáng)度好，在低溫或者超低溫下，力學(xué)性能還會(huì)保持，在-196℃下它的σb為1207MPa，是一種抗低溫非常強(qiáng)的材料。

（3）抗腐蝕性好，鈦合金在飛機(jī)上的應(yīng)用，其中一個(gè)非常重要的指標(biāo)就是抗腐蝕性，飛機(jī)在高空中飛行時(shí)，空氣中的物質(zhì)會(huì)對(duì)飛機(jī)進(jìn)行腐蝕，鈦合金具有很強(qiáng)的抗腐蝕性。

（4）化學(xué)活性大，鈦合金可以與很多化學(xué)元素進(jìn)行反應(yīng)，可以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，將鈦合金的力學(xué)性能得到更大的提升，例如，在600℃以上，鈦吸收氧可以形成很高的硬化層。

（5）導(dǎo)熱系數(shù)小，在飛機(jī)上應(yīng)用鈦合金，可以避免飛機(jī)結(jié)構(gòu)件導(dǎo)熱影響飛機(jī)其他零件的缺陷，降低了飛機(jī)零件的故障。

（6）彈性模量小，在飛機(jī)上應(yīng)用鈦合金不宜加工細(xì)長(zhǎng)零件，因?yàn)殁伜辖鸬膹椥阅Ａ啃?，容易變形，在加工時(shí)候回彈量比較大，磨損刀具。

綜上所述，鈦合金被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件，從而加強(qiáng)了飛機(jī)的整體性能，保證了飛機(jī)整體質(zhì)量，增加了安全系數(shù)。

2.工藝規(guī)程

工藝規(guī)程就是對(duì)加工零件制訂加工流程，包括工序卡片、工藝卡片、毛坯的選擇、基準(zhǔn)的制訂等，例如圖1為某飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。

通過(guò)零件圖可以看出，該飛機(jī)零件內(nèi)部為凹陷，在凹陷內(nèi)有3處通孔，直徑為12mm，通孔的公差要求嚴(yán)格為0～+0.043，所以它的加工設(shè)備是先在銑床上進(jìn)行銑外形，然后進(jìn)行鉆孔，最后利用銑床精加工。

對(duì)于該零件的毛坯，由于零件材料為鈦合金，并且鍛造零件的力學(xué)性能會(huì)比棒料要好，所以該零件的毛坯采用模鍛件。

該零件的基準(zhǔn)選擇，粗基準(zhǔn)的選擇：由于是對(duì)毛坯進(jìn)行加工，加工精度要求不高，所以選擇兩個(gè)側(cè)面和底面作為粗加工的基準(zhǔn)。精加工的基準(zhǔn)選擇：因?yàn)樵摿慵в锌?，可以根?jù)基準(zhǔn)重合原則，將孔作為精加工的基準(zhǔn)。

對(duì)該零件的加工工序的安排上，因?yàn)樵摿慵拿鳛殄懠?，所以在具體加工之前，安排普通機(jī)床，對(duì)零件進(jìn)行去除大量加工余量，但是因?yàn)殄懠耐庑尾灰?guī)則，加工起來(lái)會(huì)非常困難，在加工之前需要對(duì)零件進(jìn)行一道輔助工序，對(duì)零件進(jìn)行劃線，對(duì)毛坯進(jìn)行處理完成之后，為了節(jié)省加工周期和節(jié)約成本，直接選擇數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，圖2為本零件的加工工序。

3.NC加工

該零件的數(shù)控加工通過(guò)UG零件進(jìn)行模擬加工，UG加工步驟如圖3所示。

零件的操作定義主要是對(duì)數(shù)控機(jī)床、加工坐標(biāo)系的設(shè)計(jì)，UG編程是對(duì)零件進(jìn)行三維建模，設(shè)置參數(shù)、對(duì)零件進(jìn)行刀具選擇并對(duì)刀具基本參數(shù)設(shè)定，選擇的刀具參數(shù)見(jiàn)表1。

對(duì)零件UG模型處理完成之后，進(jìn)行NC加工，數(shù)控機(jī)床加工分為粗加工和精加工，數(shù)控工序的劃分不能上道工序影響下道工序，先對(duì)內(nèi)型進(jìn)行加工，然后對(duì)外形進(jìn)行加工，相同刀具的加工工序要一次加工完成，避免重復(fù)定位，減少加工過(guò)程中的換刀次數(shù)，根據(jù)以上這些原則進(jìn)行數(shù)控加工。

結(jié)語(yǔ)

飛機(jī)結(jié)構(gòu)上有許多形狀復(fù)雜的零件，而這些零件的加工方法都很特殊，因?yàn)閷?duì)這類零件的定位和夾持非常困難，數(shù)控加工在飛機(jī)制造中是最常見(jiàn)的設(shè)備，一些復(fù)雜的零件需要五軸加工設(shè)備，同時(shí)應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)計(jì)算，利用UG軟件進(jìn)行三維建模，將一些復(fù)雜零件繪制出來(lái)，利用UG軟件進(jìn)行NC加工，為飛機(jī)零件的加工提高了效率，縮短了制造周期，降低制造成本。

參考文獻(xiàn)

[1]張春江.鈦合金切削加工技術(shù)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1986.endprint