飛機結構零件的加工與NC銑削加工的應用

張洋洋++宋萬萬

摘 要：飛機零件制造時，由于要求精度高，外形復雜程度大，利用普通機床加工非常困難，需要利用現代先進制造技術和設備，制定合理的加工工藝規程。數控加工設備可以提高加工效率、提高加工質量，而鈦合金是航空領域常用的材料，對于鈦合金的加工非常困難，對刀具磨損很大，所以對于鈦合金的加工方法一般利用NC銑削加工，提高加工效率。

關鍵詞：飛機鈦合金的應用；工藝規程；NC加工

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A

一、飛機鈦合金的應用

鈦合金的性能非常好，它的強度非常高、耐高溫性好，飛機上被廣泛應用，機身的隔熱板、減速板、襟翼滑軋等，具體對鈦合金的特點介紹如下：

（1）強度及熱強度高，鈦合金的密度非常小，是鋼密度的60%，同時鈦合金在300℃～500℃溫度下不會產生形變，是鋁合金的10倍。

（2）低溫性能好，鈦合金不僅在高溫下強度好，在低溫或者超低溫下，力學性能還會保持，在-196℃下它的σb為1207MPa，是一種抗低溫非常強的材料。

（3）抗腐蝕性好，鈦合金在飛機上的應用，其中一個非常重要的指標就是抗腐蝕性，飛機在高空中飛行時，空氣中的物質會對飛機進行腐蝕，鈦合金具有很強的抗腐蝕性。

（4）化學活性大，鈦合金可以與很多化學元素進行反應，可以通過化學反應，將鈦合金的力學性能得到更大的提升，例如，在600℃以上，鈦吸收氧可以形成很高的硬化層。

（5）導熱系數小，在飛機上應用鈦合金，可以避免飛機結構件導熱影響飛機其他零件的缺陷，降低了飛機零件的故障。

（6）彈性模量小，在飛機上應用鈦合金不宜加工細長零件，因為鈦合金的彈性模量小，容易變形，在加工時候回彈量比較大，磨損刀具。

綜上所述，鈦合金被廣泛應用于飛機結構件，從而加強了飛機的整體性能，保證了飛機整體質量，增加了安全系數。

2.工藝規程

工藝規程就是對加工零件制訂加工流程，包括工序卡片、工藝卡片、毛坯的選擇、基準的制訂等，例如圖1為某飛機的結構件。

通過零件圖可以看出，該飛機零件內部為凹陷，在凹陷內有3處通孔，直徑為12mm，通孔的公差要求嚴格為0～+0.043，所以它的加工設備是先在銑床上進行銑外形，然后進行鉆孔，最后利用銑床精加工。

對于該零件的毛坯，由于零件材料為鈦合金，并且鍛造零件的力學性能會比棒料要好，所以該零件的毛坯采用模鍛件。

該零件的基準選擇，粗基準的選擇：由于是對毛坯進行加工，加工精度要求不高，所以選擇兩個側面和底面作為粗加工的基準。精加工的基準選擇：因為該零件帶有孔，可以根據基準重合原則，將孔作為精加工的基準。

對該零件的加工工序的安排上，因為該零件的毛坯為鍛件，所以在具體加工之前，安排普通機床，對零件進行去除大量加工余量，但是因為鍛件的外形不規則，加工起來會非常困難，在加工之前需要對零件進行一道輔助工序，對零件進行劃線，對毛坯進行處理完成之后，為了節省加工周期和節約成本，直接選擇數控機床進行加工，圖2為本零件的加工工序。

3.NC加工

該零件的數控加工通過UG零件進行模擬加工，UG加工步驟如圖3所示。

零件的操作定義主要是對數控機床、加工坐標系的設計，UG編程是對零件進行三維建模，設置參數、對零件進行刀具選擇并對刀具基本參數設定，選擇的刀具參數見表1。

對零件UG模型處理完成之后，進行NC加工，數控機床加工分為粗加工和精加工，數控工序的劃分不能上道工序影響下道工序，先對內型進行加工，然后對外形進行加工，相同刀具的加工工序要一次加工完成，避免重復定位，減少加工過程中的換刀次數，根據以上這些原則進行數控加工。

結語

飛機結構上有許多形狀復雜的零件，而這些零件的加工方法都很特殊，因為對這類零件的定位和夾持非常困難，數控加工在飛機制造中是最常見的設備，一些復雜的零件需要五軸加工設備，同時應用現代計算機計算，利用UG軟件進行三維建模，將一些復雜零件繪制出來，利用UG軟件進行NC加工，為飛機零件的加工提高了效率，縮短了制造周期，降低制造成本。

參考文獻

[1]張春江.鈦合金切削加工技術[M].西安：西北工業大學出版社，1986.endprint