飛機零件的結構特點

　　典型的飛機零件的結構特點是薄壁結構，形狀複雜，外形變斜角變化大，外形多為(wei) 雙曲麵，要求成形精確。為(wei) 了減輕飛機重量，增加飛機的機動性和增加有效載荷和航程，進行輕量化設計，廣泛采用新型輕質材料。

　　為(wei) 了提高零件強度和工作可靠性，主要采用整體(ti) 毛坯件和整體(ti) 薄壁結構。現在大量采用鋁合金、鈦合金、耐高溫合金、高強度鋼、複合材料等。結構複雜的薄壁件、蜂窩件不僅(jin) 形狀複雜，而且孔、空穴、溝槽、加強筋等多，工藝剛性較差。

　　飛機製造中需要用機床加工的典型零件

　　飛機製造中需要用機床加工的典型零件，主要有飛機機身結構件和發動機的關(guan) 鍵零件兩(liang) 部分：

　　1.機身結構件典型零件

　　飛機機身結構件 的典型零件有梁、筋、肋板、框、壁板、接頭、滑軌等類零件。以扁平件、細長件、多腔件和超薄壁隔框結構件為(wei) 主。毛坯為(wei) 板材、鍛件和鋁合金擠壓型材。材料利 用率僅(jin) 為(wei) 5%-10%左右，原材料去除量大。目前，國內(nei) 飛機零件，90%以上為(wei) 鋁合金件，少量為(wei) 不鏽鋼和鈦合金鋼，且整體(ti) 結構件越來越多，應用複合材料是 今後的發展方向。

　　機身結構件典型零件的結構特點

　　(1)件的輪廓尺寸越來越大。如有的梁類零件的長度已達到13m。

　　(2)零件的變斜角角度變化大，超薄壁等。最薄處尺寸隻有0.76mm左右，所以，加工工藝剛性差。

　　(3)零件的結構越來越複雜，很多零件采用整體(ti) 結構。

　　(4)零件的尺寸精度和表麵質量要求越來越高，如有些零件加工後出現的毛刺等缺陷，不允許用人工去除。

　　加工飛機機身典型零件所需主要設備

　　(1)三坐標加工中心，如大型龍門立式加工中心；

　　(2)五軸聯動加工中心，如大型龍門立式加工中心，應配備A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭；

　　(3)從(cong) 發展考慮，需要大型龍門式雙主軸五坐標加工中心，工作台尺寸5m×20m，用於(yu) 加工梁類零件；

　　(4)加工鋁合金件需要大功率高速加工中心，功率≥40kW，主軸轉速20000r/min以上，帶兩(liang) 坐標擺角銑頭；

　　(5)由於(yu) 整體(ti) 鋁合金件切削加工去除量大，為(wei) 便於(yu) 排屑，最好需要工作台可以翻轉90°的臥式加工中心，目前，國內(nei) 尚無這種臥式加工中心；

　　(6)飛機機身結構件品種多，形狀各異，且工藝剛性差，需用大量卡具。為(wei) 降低成本，縮短生產(chan) 準備周期，需要各種柔性卡具；

　　(7)鈑金成形件主要涉及蒙皮、型材、導管等曲麵成形，要求成形精準。為(wei) 保證製造精度，需要大規格蒙皮拉伸機；蒙皮滾彎成形機；還有三軸滾校平機、型材拉彎機、導管成形機等。飛機部件裝配還需自動鑽鉚設備；

　　(8)為(wei) 減輕飛機重量，複合材料的應用越來越多，製作複合材料構件需要鋪帶機等等(鋪帶機在國內(nei) 還是空白)。

　　飛機發動機的關(guan) 鍵件與(yu) 加工要求

　　飛機發動機的關(guan) 鍵件有機匣、各類葉片和整體(ti) 葉盤。

　　機匣加工

　　航空發動機機匣有三類，一類是對開環形結構，一類是整體(ti) 環形結構，還有一種是異形殼體(ti) 。

　　機匣材料是一種 難加工的耐高溫的高強度鈦合金材料。機匣又是薄壁、弱剛性結構，型麵複雜，精度要求高，加工難度大。機匣是大型零件，一台推力為(wei) 15000公斤航空發動機 機匣直徑為(wei) φ800mm。大飛機的大型風扇機匣外形尺寸φ1823.5mmx546mm，最薄處壁厚3mm。所以，機匣加工需要中、大型多功能、高精度數 控機床。如加工直徑為(wei) φ2000mm的數控立車和精密數控立車；工作台尺寸為(wei) 2400mm×5000mm的龍門式五軸聯動加工中心，需具備雙工位、在線測量和仿真功能，刀庫容量60把刀左右，數控係統具有高級編程功能，工作台3000mm×5000mm的龍門式數控鏜銑床。

　葉片加工

　　航空發動機的葉片材料為(wei) 耐高溫的鈦合金材料，需用五軸聯動加工中心，五軸高速龍門銑等加工葉片形麵。葉根榫頭的加工需用拉床和緩進給強力磨床，並希望緩進給強力磨床具有換砂輪功能和滾輪修砂輪裝置，還需要有在線測量、程序調整和自動補償(chang) 功能。

　　葉片形麵用電解加工可大大提高加工效率，還需用數控六軸砂帶拋光設備拋光。希望有葉片形麵檢測設備。

　　大型寬弦空心風扇葉片采用寬弦、空心、帶阻尼凸台結構，直徑φ1600mm以上，風扇葉尖速度高達457m/s,選用重量更輕的鈦合金或樹脂基材料，製造這類葉片需要五坐標葉片銑床；自動拋光機；組合封焊和擴散連接及超塑成形設備等。

　　葉片有很多冷卻用的小孔，用電脈衝(chong) 打孔，比用激光打孔好(激光打孔有硬化層)，但現 在，電加工打孔機床沒有打孔深淺的顯示，操作困難。希望能解決(jue) 這個(ge) 問題，能顯示打孔的深淺。而耐1100°C高溫的鎳基單晶渦輪葉片具有很好的高溫強度和 綜合性能，葉片上有許多直徑為(wei) φ0.3～φ0.4mm的冷卻氣膜孔，製作這類葉片，需要定向/單晶熔鑄爐、陶瓷型芯焙燒爐、製芯機、磨削中心、數控緩進給以及葉片製孔的電液束流設備和小孔加工單元等裝置。

　　整體(ti) 葉盤加工

#p#分頁標題#e#　　整體(ti) 葉盤是薄壁盤類零件，葉盤圓周上有裝葉片的榫 槽。直槽可用拉削加工和磨削加工。圓弧形榫槽可用銑削和成形磨加工，但圓弧形榫槽的檢測困難。葉環和葉盤的加工需要數控臥車、精密數控立車。要求加工機床 的剛性好，定位精度高，定位精度約為(wei) 2～3μm。整體(ti) 葉盤的葉片部分，可用五軸高速加工中心加工，還可以用電火花成形加工。重型燃機葉盤直徑可達 2000～3000mm，需要用砂輪線速度100m/s以上的高速磨床加工。

　　加工發動機關(guan) 鍵零件所需的主要設備有：

　　帶A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭的五軸聯動加工中心；

　　五坐標葉片銑床；

　　整體(ti) 葉盤高效加工中心；

　　工作台3000mm×5000mm數控龍門鏜銑床；

　　精密數控立式車削中心；

　　數控立式車床；

　　精密數控車床；

　　車銑複合加工中心；

　　榫齒倒圓專(zhuan) 用加工中心；

　　激光熔覆加工機床；

　　電火花銑削加工機床；

　　數控臥式車床；

　　數控立式磨床；

　　數控緩進給磨床；

　　端麵弧齒磨床；

　　高速轉子葉尖磨床；

　　700t電動螺旋壓力機；

　　板類件無模多點成形壓力機；

　　定向/單晶熔鑄爐；

　　用於(yu) 葉片製孔的電液束流設備、小孔加工單元以及真空熱處理爐等等。

　　上述設備要求機床具有足夠的剛性，操作簡單，人機界麵清楚，具備樣條插補(NURBS)功能,過程均勻控製，以減少對拐角處加工精度的影響，還具有在線測量和仿真功能。