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航空异形薄壁零件数控加工工艺

该零件为公司转包生产的航空用结构件，属于薄壁异形难加工零件 （见图1），壁厚薄处2.5mm，材料为板料7050-T7451 AMS4341，零件包容体尺寸180mm×95mm×123mm，要求表面粗糙度值Ra=3.2μm。

图1

1. 工艺性分析

（1）该零件除两侧面（见图1A、B面）为平行平面外，其余均为曲面，曲面上的小孔均为法向孔，特别是C处侧轮廓与相邻曲面垂直，因此必须采用五轴联动加工。

（2）零件壁厚较薄，曲面轮廓度要求0.5mm，图示C轮廓右端处壁厚只有2.5mm，且该处刚性较差，加工中应避免产生振刀和让刀。

（3）零件的大部分面均为曲面，给数控加工中定位和装夹带来了困难，因此在数铣加工方案中需设置工艺夹头，提供定位基准和可靠的装夹平面。

2. 数铣加工方案

为解决该零件装夹定位难题，设计了两种加工方案。

（1）在零件的A处端面设置工艺夹头，用虎钳夹紧夹头部位，将零件其余部位加工完成，后使用线切割沿A处端面去除夹头。夹头设置如图2所示。

该方案的优点是：可以用五轴装夹，一次完成零件多个面的加工，避免多次装夹产生较大的定位误差，便于加工前的生产准备（不需要专用工装或组合夹具）。使用机床切割去除夹头，切面较规整、美观；缺点是：五轴加工的工作量较大，批量生产后成本较高。图2中D区域加工时刚性差，易振刀。

车铣复合加工在航空发动机精密零件中的应用

使用普通设备加工航空发动机精密零件需要特殊的工具，该工具可多次夹紧和对准，并且不能保证的尺寸和技术条件。 因此，选择具有双主轴结构且可以自动对接的车铣复合加工中心进行加工。 使用UGNX软件创建三维模型，通过合理设计刀具路径来编译加工程序，选择合适的切削参数，使用VERICUT软件进行，后输出可被加工设备识别的ptp格式的CNC加工程序。 将其导入加工设备中进行实际加工验证。1工艺设计

（1）零件毛坯是直径为φ15mm的杆，杆的外圆被直接夹紧。 由于小孔对大孔有同轴度要求，安装边缘平面对大孔有垂直度要求，所以先加工大孔的一端，然后粗钻小孔以确保大孔的同轴度。 两个孔。

（2）使用车铣复合加工中心的自动对接功能，将第二个主轴保持在零件的右端附近，夹紧外圆，然后切除左端，以确保零件的总长度为 19.5毫米

（3）握住零件右端的外圆，然后钻一个小孔以转动外锥面。

航空零部件制造行业发展趋势

(一)国家政策扶植力度加大

航空产业发展受到高度重视和广泛关注，国家已将航空装备列入战略性新兴产业的重点方向，正在实施大型飞机重大专项，将推动我国民用航空工业实现快速发展。

(二)市场发展潜力将进一步释放

现代化建设为民用航空工业发展提供广阔的市场空间，尤其是空域管理改革和低空空域开放步伐的加快，为通用飞机的发展带来了新的市场机遇。

(三)在材料方面，轻质结构正在变为标准和规范

钛合金、Inconel镍基合金和其它高强度耐热合金以及碳纤维增强型复合材料正在替代传统的铝合金，成为航空工程使用的主要材料。航空零件制造商常常需要对复合在同一个零件上的多种材料进行加工，因为一种金属(如钛)可能被夹在多层复合材料之间，以增强复合结构的稳定性。

随着航空公司寻求大幅度降低燃油消耗，轻质结构正在变为标准和规范。例如，德国汉莎航空公司希望飞机的人均耗油量达到1.25加仑(即每位乘客飞行100英里的耗油量为1.25加仑)。

然而，要实现这一目标，对于零件制造商而言却是一个昂贵的命题，因为轻质材料的加工需要对新的机床和切削加工方案进行大规模投资，这可能包括从由大型龙门式机床(具有六个或更多个轴)组成的生产线转换为在采用加工中心的单台设备上加工零件，以提高加工柔性。

(四)成本将是一个重要的考量因素

航空业正逐步认识到，尽管飞行安全是的因素，但也应该以可承受的较低成本来实现。

这就给飞机制造商及零部件供应商带来了巨大的定价压力，他们迫切希望借鉴其他行业(特别是汽车制造业)的经验，其中挑战就是与低成本的亚洲制造商进行竞争。