先进刀具在航空企业制造中的应用

国际金属加工网 2018年07月11日

凯迈洛阳机电有限公司隶属于航空工业空空导弹研究院高科技产业集团。是国内最早引进电涡流测试技术的专业。公司有雄厚的技术开发及生产能力,航空企业全程质量控制的优势,成就了公司内燃机试验装备的卓越品质。具有ISO9001质量体系认证,CE体系认证、并率先通过ISO14001环境管理体系和OHSA18001职业安康全健管理体系认证。

现代航空产品的制造具有产品高性能和精密化、产品轻量化和大型化、产品数字化和制造过程的智能化的特点。航空产品因为使用环境特殊,产品性能要求和可靠性要求高,产品在加工时使用钛合金、复合材料等特殊材料较为普遍。同时,多数航空零件几何外形复杂制造加工精度要求更高,测量要求也较高。

航空产品如发动机压缩机转子、飞机发动机叶片、飞机的整体舱段、起落架、机匣、天线罩大量使用钛合金、高强度材料、高温合金等。在飞机机身、机翼上也广泛使用了复合材料。这些材料使用有航空设计中要求飞行器既要有高强度要求同时零部件又必须质量轻。机翼壁板、梁、叶盘和发动机壳体要求整体结构加工,减少了不必要联接,增加了了零件的整体刚性。这种零件大型化结构要求是大型飞行器和宇航工业零件设计和制造的需求。

航空产品零部件数字化设计及制造等先进制造技术,应用工艺CAPP和CAD/CAM软件;西门子公司Teamcenter三维工艺软件应用柔性制造FMS技术也是发展的方向;基于数控加工工厂的数字化车间管理系统MES应用。航空产品零部件设计、制造及装配及装 配协调关系要求简单、准确和协调。如柔性工装和自动化装配线及设备。

凯迈公司现在数控加工设备中所用的刀具无法满足加工的高质量、高效率的零件加工需求。实际生产中刀具使用普遍存在切削效率低、刀具耐用度差的问题。尤其遇到难加工材料钛合金、不锈钢材料等会严重的影响产品尺寸的一致性和外观质量。刀具的选择、刀具与数控机床的匹配使用是企业面临的突出难题。

如何采用合理的工艺路线规避复杂、低效的加工方法。提高工艺人员及操作人员对刀具的应用水平,结合CAM软件和宏程序的编制提高数控加工效率。结合拼装夹具和先进加工刀具完成加工(仅需调整程序)。尽可能的在工艺加工全过程采用优质、高效、低成本的工艺策略完成工艺方案制定和实施。这种加工思想是精益制造在加工中的体现表现在新品科研试制实施中产生的良好尤效果为显著。

高效加工包括高速加工、3D打印、激光粉末烧结成型、电加工、激光加工、准确快速测量手段,如激光采点测量等方法。其中高效加工的意义在于通过现有的加工手段,快速准确形成符合图纸技术要求的零件加工过程。其中高速加工、电加工、激光加工都属于减材加工方法。3D打印、激光粉末烧结成型、属于现代增材制造的方法。在凯迈公司实际应用的主要是高速加工技术。本文的重点介绍了高速加工(切削)技术在航空企业的应用。

高速切削技术具有加工效率高、切削负荷低、传入工件的切削热少及加工变形小等显著优点,20世纪90年代中期以成功应用于航空制造业,并取得了显著的经济效益。飞机结构件中有很多薄壁件及难加工材料,在加工中极易产生变形。航空零件复杂,其加工余量大,结构件尺寸精度和表面粗糙度要求较高,高速切削加工飞机薄壁零件有助于降低切削力,减小切削变形,提高加工精度和加工效率。高速切削时切屑排出速度快,切屑可带走大部分切削热,使散热效率提高,减小工件表面的切削热。可以说,高速切削技术对航空加工制造带来了变革。


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