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五軸對(duì)外加工 | 一文帶你讀懂五軸加工中心數(shù)控技術(shù)在飛機(jī)零件加工中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2024-07-02

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　　五軸對(duì)外加工 | 一文帶你讀懂五軸加工中心數(shù)控技術(shù)在飛機(jī)零件加工中的應(yīng)用

　　盡管鈦金屬加工領(lǐng)域取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是鈦合金高速切削技術(shù)（HSC）時(shí)代尚未到來(lái)。由于鈦材料加工非.常耗時(shí)和耗材，因此需要有一種富有前瞻性的新理論來(lái)引導(dǎo)和突破工藝極.限。

　　在當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有諸多領(lǐng)域要使用到各種型材，尤其是鋁合金型材，而我國(guó)目前也是zui大的鋁合金型材生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：2005年全世.界鋁型材產(chǎn)量總計(jì)約為1100萬(wàn)t，總生產(chǎn)能力1820萬(wàn)t左右，中國(guó)鋁擠壓材產(chǎn)量152萬(wàn)t，占世.界總產(chǎn)量的14%，位列全.球.第.一。在過(guò)去兩年里，以上數(shù)字又已經(jīng)有了大幅度的提.升。交通運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)、工業(yè)機(jī)械及金屬加工業(yè)為鋁型材zui大的應(yīng)用領(lǐng)域。在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，航空零部件制造是很大的一個(gè)應(yīng)用需求。對(duì)于飛行器制造來(lái)說(shuō)，鋁型材的應(yīng)用是不可或缺的。

　　以飛機(jī)為例，鋁型材可用來(lái)制造機(jī)身結(jié)構(gòu)的機(jī)框、長(zhǎng)桁、橫梁等；在機(jī)翼制造時(shí)同樣會(huì)使用到長(zhǎng)桁類(lèi)型材零件；而飛機(jī)內(nèi)部的諸多部件都是靠型材制造的地軌或連接件安裝固定在飛機(jī)上的；此外，還有很多形狀各異的鉸鏈，雖然尺寸不大，但也是由型材類(lèi)的毛坯加工制造出來(lái)的?？傊w行器的制造離不開(kāi)型材的應(yīng)用。

　　飛機(jī)制造中需要用機(jī)床加工的典型零件，主要有飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件和發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件兩部分：

　　1.機(jī)身結(jié)構(gòu)件典型零件

　　飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件的典型零件有梁、筋、肋板、框、壁板、接頭、滑軌等類(lèi)零件。以扁平件、細(xì)長(zhǎng)件、多腔件和超薄壁隔框結(jié)構(gòu)件為主。毛坯為板材、鍛件和鋁合金擠壓型材。材料利用率僅為5%-10%左右，原材料去除量大。目前，國(guó)內(nèi)飛機(jī)零件，90%以上為鋁合金件，少量為不銹鋼和鈦合金鋼，且整體結(jié)構(gòu)件越來(lái)越多，應(yīng)用復(fù)合材料是今后的發(fā)展方向。

　　機(jī)身結(jié)構(gòu)件典型零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　(1)件的輪廓尺寸越來(lái)越大。如有的梁類(lèi)零件的長(zhǎng)度已達(dá)到13m。

　　(2)零件的變斜角角度變化大，超薄壁等。zui薄處尺寸只有0.76mm左右，所以，加工.工.藝剛性差。

　　(3)零件的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，很多零件采用整體結(jié)構(gòu)。

　　(4)零件的尺寸精度和表面質(zhì)量要求越來(lái)越高，如有些零件加工后出現(xiàn)的毛刺等缺陷，不允許用人工去除。

　　2.加工飛機(jī)機(jī)身典型零件所需主要設(shè)備

　　(1)三坐標(biāo)加工中.心，如大型龍門(mén)立式加工中.心；

　　(2)五軸聯(lián)動(dòng)加工中.心，如大型龍門(mén)立式加工中.心，應(yīng)配備A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭；

　　(3)從發(fā)展考慮，需要大型龍門(mén)式雙主軸五坐標(biāo)加工中.心，工作臺(tái)尺寸5m×20m，用于加工梁類(lèi)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(zhuǎn)速20000r/min以上，帶兩坐標(biāo)擺角銑頭；

　　(5)由于整體鋁合金件切削加工去除量大，為便于排屑，zui好需要工作臺(tái)可以翻轉(zhuǎn)90°的臥式加工中.心，目前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)這種臥式加工中.心；

　　(6)飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件品種多，形狀各異，且工藝剛性差，需用大量卡具。為降.低成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)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(dǎo)管等曲面成形，要求成形精準(zhǔn)。為保證制造精度，需要大規(guī)格蒙皮拉伸機(jī)；蒙皮滾彎成形機(jī)；還有三軸滾校平機(jī)、型材拉彎?rùn)C(jī)、導(dǎo)管成形機(jī)等。飛機(jī)部件裝配還需自動(dòng)鉆鉚設(shè)備；

　　(8)為減輕飛機(jī)重量，復(fù)合材料的應(yīng)用越來(lái)越多，制作復(fù)合材料構(gòu)件需要鋪帶機(jī)等等(鋪帶機(jī)在國(guó)內(nèi)還是空.白)。

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