飞机制造中需要用机床加工的典型零件

HEATS · 发表于 2010-10-22 00:17:01

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　　飞机零件的结构特点

　　典型的飞机零件的结构特点是薄壁结构，形状复杂，外形变斜角变化大，外形多为双曲面，要求成形精确。为了减轻飞机重量，增加飞机的机动性和增加有效载荷和航程，进行轻量化设计，广泛采用新型轻质材料。为了提高零件强度和工作可靠性，主要采用整体毛坯件和整体薄壁结构。现在大量采用铝合金、钛合金、耐高温合金、高强度钢、复合材料等。结构复杂的薄壁件、蜂窝件不仅形状复杂，而且孔、空穴、沟槽、加强筋等多，工艺刚性较差。

　　飞机制造中需要用机床加工的典型零件

　　飞机制造中需要用机床加工的典型零件，主要有飞机机身结构件和发动机的关键零件两部分：

　　1.机身结构件典型零件

　　飞机机身结构件的典型零件有梁、筋、肋板、框、壁板、接头、滑轨等类零件。以扁平件、细长件、多腔件和超薄壁隔框结构件为主。毛坯为板材、锻件和铝合金挤压型材。材料利用率仅为5%-10%左右，原材料去除量大。目前，国内飞机零件，90%以上为铝合金件，少量为不锈钢和钛合金钢，且整体结构件越来越多，应用复合材料是今后的发展方向。

　　机身结构件典型零件的结构特点

　　(1)件的轮廓尺寸越来越大。如有的梁类零件的长度已达到13m。

　　(2)零件的变斜角角度变化大，超薄壁等。最薄处尺寸只有0.76mm左右，所以，加工工艺刚性差。

　　(3)零件的结构越来越复杂，很多零件采用整体结构。

　　(4)零件的尺寸精度和表面质量要求越来越高，如有些零件加工后出现的毛刺等缺陷，不允许用人工去除。

　　加工飞机机身典型零件所需主要设备

　　(1)三坐标加工中心，如大型龙门立式加工中心；

　　(2)五轴联动加工中心，如大型龙门立式加工中心，应配备A/B摆角铣头或A/C摆角铣头；

　　(3)从发展考虑，需要大型龙门式双主轴五坐标加工中心，工作台尺寸5m×20m，用于加工梁类零件；

　　(4)加工铝合金件需要大功率高速加工中心，功率≥40kW，主轴转速20000r/min以上，带两坐标摆角铣头；

　　(5)由于整体铝合金件切削加工去除量大，为便于排屑，最好需要工作台可以翻转90°的卧式加工中心，目前，国内尚无这种卧式加工中心；

　　(6)飞机机身结构件品种多，形状各异，且工艺刚性差，需用大量卡具。为降低成本，缩短生产准备周期，需要各种柔性卡具；

　　(7)钣金成形件主要涉及蒙皮、型材、导管等曲面成形，要求成形精准。为保证制造精度，需要大规格蒙皮拉伸机；蒙皮滚弯成形机；还有三轴滚校平机、型材拉弯机、导管成形机等。飞机部件装配还需自动钻铆设备；

　　(8)为减轻飞机重量，复合材料的应用越来越多，制作复合材料构件需要铺带机等等(铺带机在国内还是空白)。

　　2.飞机发动机的关键件与加工要求

　　飞机发动机的关键件有机匣、各类叶片和整体叶盘。

　　机匣加工

　　航空发动机机匣有三类，一类是对开环形结构，一类是整体环形结构，还有一种是异形壳体。机匣材料是一种难加工的耐高温的高强度钛合金材料。机匣又是薄壁、弱刚性结构，型面复杂，精度要求高，加工难度大。机匣是大型零件，一台推力为15000公斤航空发动机机匣直径为φ800mm。大飞机的大型风扇机匣外形尺寸φ1823.5mmx546mm，最薄处壁厚3mm。所以，机匣加工需要中、大型多功能、高精度数控机床。如加工直径为φ2000mm的数控立车和精密数控立车；工作台尺寸为2400mm×5000mm的龙门式五轴联动加工中心，需具备双工位、在线测量和仿真功能，刀库容量60把刀左右，数控系统具有高级编程功能，工作台3000mm×5000mm的龙门式数控镗铣床。

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