飞机制造中需要用机床加工的典型零件
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。
文章关键词: 飞机零件 机加工
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