航空航天領域典型零部件的高效加工

2024年3月28日發(作者：仙人掌簡介)

航空航天領域典型零部件的高效加工

摘要:近幾年，我國航空航天事業的發展可以說是突飛猛進，航天事業的快

速發展離不開航天航空領域零部件高質量高效率的加工。在航空航天領域，對于

零件高質量高效率的加工可以說是航空航天領域發展的重要方向。在零部件的加

工方面，材料及其加工所用的刀具是非常關鍵的，刀具的發展進步促使著航空航

天領域的不斷前行。如何對零部件進行高質量的加工切削已經成為此領域探討的

重要話題，文章中主要闡述航空航天領域一些典型零部件的高效加工方法，針對

一些零部件的加工難點提出一些高效的解決方法，對于航空航天領域零部件的高

效加工技術提出未來的發展方向。

關鍵詞:航空航天；零部件；高效加工

引言

航空航天事業的高速發展是國家制造業水平與國防科技水平不斷進步的重要

體現。飛機或者飛船等航空器等在飛行的過程中，為了確保飛行安全，對其制造

材料有著較高的要求，需要能夠長時間承受高溫高壓的高性能材料。在飛機等航

空器的零部件制造中，高溫合金、鈦合金是最為常用的材料，和其他材料相比，

這種航空材料往往具有高強度、高硬度、抗腐蝕性較強的特性。但這類高性能材

料往往在加工過程中難度較大，傳統的切削加工工藝在加工過程中由于切削溫度

較高、高性能材料對于道具磨損較為嚴重等情況，造成這類材料及其相應的航空

零部件加工質量并不是很完美，普通刀具的加工也使得零部件表面的完整性也難

以保證，這就在一定程度上使得一些零部件的使用壽命達不到預期要求，阻礙了

航空航天領域加工工藝的進步。

航空航天領域零部件的高效加工是指在保證零部件加工質量、加工精度符合

要求的情況下，盡可能的提高加工過程中的切削速度，刀具的進給速度從而實現

高效率加工。在目前航空航天領域零部件高效加工的工藝中，除了利用較為先進

的數控設備及其切削性能優良的刀具外，還通過電能、化學手段等加工工藝，使

得航空零部件的加工效率不斷提高。

1.零部件的高效加工方法

1.1高效切削加工方法

航空航天領域零部件的高效加工所涉及的方面較多，例如高性能數控設備的

應用、高速刀具的使用、加工工藝的優化等。在零部件加工過程中對于零部件的

切削方面來說，高速切削加工相較于傳統的切削加工來說具有明顯的優勢，在傳

統的切削過程中，由于切削速度較小，對于刀具的要求較低，對于硬度強度都較

大的航空材料來說明顯不適合，高速切削的過程由于切削速度較大，可以避免加

工過程中的熱量傳入刀具和所加工的零部件中，在很大程度上可以提高加工的質

量以及加工效率，同時還可以降低刀具的磨損。在航空領域中飛機等航空器的發

動機的零部件的制造，對零部件表面的完整性提出更高的要求，這就使得高速切

削加工發揮了更大的用處。

1.2高效磨削加工

航空航天領域航空器的一些零部件的加工對表面加工質量的要求較高，切削

加工技術往往達不到要求，這就要求對其進行磨削加工從而提高零部件的加工質

量及其加工精度。在航空領域的磨削加工往往采用高速磨削加工，高速磨削加工

使得零部件表面的加工質量大幅度提高，在航空器的葉片、渦輪盤等典型零部件

的制造中應用較為廣泛。

1.3復合加工工藝

在現代加工工藝的發展中，各種輔助加工技術逐漸普遍使用，利用超聲波、

電能、化學手段進行輔助加工也取得了顯著成效。在高速切削加工中，由于切削

速度較大，容易造成切削振動，對于一些結構較為復雜的零部件來說在保證零部

件完整性方面提高了難度，超生振動切削技術的應用則可以很好的避免這一弊端，

在一定程度上提供零部件加工的效率。除了超聲振動切削技術外，還有電化學復

合加工技術、電火花復合加工技術等復合加工技術，這些復合加工技術在零部件

的加工過程中發揮著各自不同的優勢，實現航空航天零部件的高效率、高精度加

工，促進航空航天事業的進步。

2.典型零部件的加工難點及其解決方法

2.1渦輪盤的加工

渦輪盤由于表面結構較為復雜，在加工的過程中加工難度較大，特別是在輪

盤型腔輪廓的加工過程中，不僅要保證再加工的過程中型腔輪廓較為完整沒有缺

陷，還要盡量避免加工過程中的各種干涉問題，在型腔輪廓的加工過程中通常采

用以下兩種方案進行解決：（1）刀桿實現復雜凹腔加工（2）異形刀桿實現鴿尾

槽的加工。

2.2起落架的加工

起落架的加工大多數是對飛機來說，飛機的起落架在使用過程中由于要承受

很大的壓力，所以在制造過程中，需要用硬度和強度性能較好的鈦合金，這就使

得在加工過程中難度較大。普通的加工刀具在加工過程中由于加工材料硬度較大，

對刀具的磨損非常嚴重，在加工過程中，一個普通刀具的切削刀刃往往一個小時

不到就無法進行使用了，這樣的加工方法不僅消耗大量的時間而且還會增大加工

的成本。為了解決這個問題，提出研發一種新型刀具，FTP銑刀就是為解決這一

問題而研究出的解決辦法，FTP銑刀改變了刀具的形狀而且增加了刀具的剛性，

刀具在加工過程中就能夠承受更大的切削力和切削速度，同時還可減小在切削過

程中由于切削振動對刀具壽命的影響，大大提高了起落架的加工效率及加工質量。

2.3垂直尾翼的加工

垂直尾翼的結構較為簡單，在垂直尾翼的加工過程中所需面臨的加工難點就

是孔加工、修邊等。在進行孔加工的過程中要求較高如：尾翼纖維碎裂現象要盡

可能少；表面質量和尺寸精度要求較高；加工完成的孔要保證完整性，不能有損

壞等。對于這些問題就需要對加工工具要求較高，對于加工工具的尺寸、材料都

要嚴格要求，保證加工的質量及其完整性。

3航空零部件加工技術未來發展方向

3.1零部件加工道具的發展

在未來航空領域加工技術的發展中，對于加工刀具的設計和使用要考慮所用

刀具是否適用所要加工的工件材料，避免發生刀具不合適而造成工件加工損壞。

在進行刀具的設計時，刀具的材料要盡可能承受硬度強度較大的材料且對于不同

的加工材料要選擇合適的刀具進行加工。在航空航天領域零部件的加工中往往需

要進行高速、高精度加工，這就對道具提出了更高的要求，所以對刀具的設計要

以高韌性高強度基體、高硬度高耐磨性刃部為未來的主要發展方向。

3.2高效加工專用工藝的研發

在航空典型零部件的加工制造中，有很多加工技術都依賴操作人員的豐富經

驗，在加工的過程中缺少對于相應典型零部件的專用加工工藝的研發。對于典型

零部件的特點，我們需要根據其特點研發一套專用的加工工具以及加工技術，甚

至對于需要軟件編程設施的，我們還可以配備相應的軟件系統，從而形成一套完

整的加工工藝，充分發揮零部件的高效加工效能，提高我國航空航天領域的制造

水平。

3.3高效加工技術的自主化

目前社會的發展都在智能化、自主化的道路上不斷前行，在航空加工制造工

藝的發展中也要不斷實現自主化，在加工過程中一些可以通過傳感器感知到的數

據可以與計算機系統結合來進行準確監測及控制，提高加工的精度。在航空航天

領域的加工制造方面不斷實現自主化是航空產品進行高效加工發展的主要發展方

向，但在此過程中還需要進行大量的研究實驗來進行完善。

6小結

航空航天領域典型零部件的高效加工關系著我國航空事業的發展，在加工過

程中，我們要不斷優化現有的加工技術，同時不斷研發新的加工工藝及其性能更

好的加工設備，在保證加工質量的前提下，不斷提高加工效率，真正實現零部件

的高效加工，促進我國航空航天事業的不斷發展。

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