航空航天领域典型零部件的高效加工

2024年3月28日发(作者：仙人掌简介)

航空航天领域典型零部件的高效加工

摘要:近几年，我国航空航天事业的发展可以说是突飞猛进，航天事业的快

速发展离不开航天航空领域零部件高质量高效率的加工。在航空航天领域，对于

零件高质量高效率的加工可以说是航空航天领域发展的重要方向。在零部件的加

工方面，材料及其加工所用的刀具是非常关键的，刀具的发展进步促使着航空航

天领域的不断前行。如何对零部件进行高质量的加工切削已经成为此领域探讨的

重要话题，文章中主要阐述航空航天领域一些典型零部件的高效加工方法，针对

一些零部件的加工难点提出一些高效的解决方法，对于航空航天领域零部件的高

效加工技术提出未来的发展方向。

关键词:航空航天；零部件；高效加工

引言

航空航天事业的高速发展是国家制造业水平与国防科技水平不断进步的重要

体现。飞机或者飞船等航空器等在飞行的过程中，为了确保飞行安全，对其制造

材料有着较高的要求，需要能够长时间承受高温高压的高性能材料。在飞机等航

空器的零部件制造中，高温合金、钛合金是最为常用的材料，和其他材料相比，

这种航空材料往往具有高强度、高硬度、抗腐蚀性较强的特性。但这类高性能材

料往往在加工过程中难度较大，传统的切削加工工艺在加工过程中由于切削温度

较高、高性能材料对于道具磨损较为严重等情况，造成这类材料及其相应的航空

零部件加工质量并不是很完美，普通刀具的加工也使得零部件表面的完整性也难

以保证，这就在一定程度上使得一些零部件的使用寿命达不到预期要求，阻碍了

航空航天领域加工工艺的进步。

航空航天领域零部件的高效加工是指在保证零部件加工质量、加工精度符合

要求的情况下，尽可能的提高加工过程中的切削速度，刀具的进给速度从而实现

高效率加工。在目前航空航天领域零部件高效加工的工艺中，除了利用较为先进

的数控设备及其切削性能优良的刀具外，还通过电能、化学手段等加工工艺，使

得航空零部件的加工效率不断提高。

1.零部件的高效加工方法

1.1高效切削加工方法

航空航天领域零部件的高效加工所涉及的方面较多，例如高性能数控设备的

应用、高速刀具的使用、加工工艺的优化等。在零部件加工过程中对于零部件的

切削方面来说，高速切削加工相较于传统的切削加工来说具有明显的优势，在传

统的切削过程中，由于切削速度较小，对于刀具的要求较低，对于硬度强度都较

大的航空材料来说明显不适合，高速切削的过程由于切削速度较大，可以避免加

工过程中的热量传入刀具和所加工的零部件中，在很大程度上可以提高加工的质

量以及加工效率，同时还可以降低刀具的磨损。在航空领域中飞机等航空器的发

动机的零部件的制造，对零部件表面的完整性提出更高的要求，这就使得高速切

削加工发挥了更大的用处。

1.2高效磨削加工

航空航天领域航空器的一些零部件的加工对表面加工质量的要求较高，切削

加工技术往往达不到要求，这就要求对其进行磨削加工从而提高零部件的加工质

量及其加工精度。在航空领域的磨削加工往往采用高速磨削加工，高速磨削加工

使得零部件表面的加工质量大幅度提高，在航空器的叶片、涡轮盘等典型零部件

的制造中应用较为广泛。

1.3复合加工工艺

在现代加工工艺的发展中，各种辅助加工技术逐渐普遍使用，利用超声波、

电能、化学手段进行辅助加工也取得了显著成效。在高速切削加工中，由于切削

速度较大，容易造成切削振动，对于一些结构较为复杂的零部件来说在保证零部

件完整性方面提高了难度，超生振动切削技术的应用则可以很好的避免这一弊端，

在一定程度上提供零部件加工的效率。除了超声振动切削技术外，还有电化学复

合加工技术、电火花复合加工技术等复合加工技术，这些复合加工技术在零部件

的加工过程中发挥着各自不同的优势，实现航空航天零部件的高效率、高精度加

工，促进航空航天事业的进步。

2.典型零部件的加工难点及其解决方法

2.1涡轮盘的加工

涡轮盘由于表面结构较为复杂，在加工的过程中加工难度较大，特别是在轮

盘型腔轮廓的加工过程中，不仅要保证再加工的过程中型腔轮廓较为完整没有缺

陷，还要尽量避免加工过程中的各种干涉问题，在型腔轮廓的加工过程中通常采

用以下两种方案进行解决：（1）刀杆实现复杂凹腔加工（2）异形刀杆实现鸽尾

槽的加工。

2.2起落架的加工

起落架的加工大多数是对飞机来说，飞机的起落架在使用过程中由于要承受

很大的压力，所以在制造过程中，需要用硬度和强度性能较好的钛合金，这就使

得在加工过程中难度较大。普通的加工刀具在加工过程中由于加工材料硬度较大，

对刀具的磨损非常严重，在加工过程中，一个普通刀具的切削刀刃往往一个小时

不到就无法进行使用了，这样的加工方法不仅消耗大量的时间而且还会增大加工

的成本。为了解决这个问题，提出研发一种新型刀具，FTP铣刀就是为解决这一

问题而研究出的解决办法，FTP铣刀改变了刀具的形状而且增加了刀具的刚性，

刀具在加工过程中就能够承受更大的切削力和切削速度，同时还可减小在切削过

程中由于切削振动对刀具寿命的影响，大大提高了起落架的加工效率及加工质量。

2.3垂直尾翼的加工

垂直尾翼的结构较为简单，在垂直尾翼的加工过程中所需面临的加工难点就

是孔加工、修边等。在进行孔加工的过程中要求较高如：尾翼纤维碎裂现象要尽

可能少；表面质量和尺寸精度要求较高；加工完成的孔要保证完整性，不能有损

坏等。对于这些问题就需要对加工工具要求较高，对于加工工具的尺寸、材料都

要严格要求，保证加工的质量及其完整性。

3航空零部件加工技术未来发展方向

3.1零部件加工道具的发展

在未来航空领域加工技术的发展中，对于加工刀具的设计和使用要考虑所用

刀具是否适用所要加工的工件材料，避免发生刀具不合适而造成工件加工损坏。

在进行刀具的设计时，刀具的材料要尽可能承受硬度强度较大的材料且对于不同

的加工材料要选择合适的刀具进行加工。在航空航天领域零部件的加工中往往需

要进行高速、高精度加工，这就对道具提出了更高的要求，所以对刀具的设计要

以高韧性高强度基体、高硬度高耐磨性刃部为未来的主要发展方向。

3.2高效加工专用工艺的研发

在航空典型零部件的加工制造中，有很多加工技术都依赖操作人员的丰富经

验，在加工的过程中缺少对于相应典型零部件的专用加工工艺的研发。对于典型

零部件的特点，我们需要根据其特点研发一套专用的加工工具以及加工技术，甚

至对于需要软件编程设施的，我们还可以配备相应的软件系统，从而形成一套完

整的加工工艺，充分发挥零部件的高效加工效能，提高我国航空航天领域的制造

水平。

3.3高效加工技术的自主化

目前社会的发展都在智能化、自主化的道路上不断前行，在航空加工制造工

艺的发展中也要不断实现自主化，在加工过程中一些可以通过传感器感知到的数

据可以与计算机系统结合来进行准确监测及控制，提高加工的精度。在航空航天

领域的加工制造方面不断实现自主化是航空产品进行高效加工发展的主要发展方

向，但在此过程中还需要进行大量的研究实验来进行完善。

6小结

航空航天领域典型零部件的高效加工关系着我国航空事业的发展，在加工过

程中，我们要不断优化现有的加工技术，同时不断研发新的加工工艺及其性能更

好的加工设备，在保证加工质量的前提下，不断提高加工效率，真正实现零部件

的高效加工，促进我国航空航天事业的不断发展。

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