航空材料高速高效加工方法

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1、数控加工CNCMACHINING航空材料高速高效，jD-r方法High·-SpeedandHigh--EfficiencyMachiningMethodofAeronauticalMaterials中国人民解放军海军装备部中航工业西安航空动力股份有限公司[摘要】高速高效加工是航空制造领域的重要发展方向，已广泛应用于飞机与航空发动机等复杂整体结构零件的加工，显著提高了生产效率、降低了生产成本。主要阐述了典型航空材料的高速高效加工方法及航空产品加工应用实例，同时指出了高速高效加工技术未来的发展方向。关键词：航空材料高速加工高效加工特种加工I

2、ABSTRACTlHigh—speedandhigh-efficiencyma—chiningisanimportantdevelopmentdirectioninthefieldofaviationmanufacture．Thistechnologyiswidelyusedinmachiningcomplexintegratedstructureofaircraftandair-craftengineetc，whichimprovestheproductionefficiencyandreducesproductioncostssig

3、nificantly．Thehigh-speedandhigh—efficiencymachiningmethodoftypicalaviationmaterialsandproductprocessingapplicationexamplesareillustrated．Thedevelopmentdirectionofhigh-speedma-chiningtechnologyisproposed．Keywords：AeronauticalmaterialHigh-speedmachiningHigh-efficiencymachi

4、ningNon-tradi-tionalmachining航空制造业的发展水平和能力是衡量一个国家制造业实力和国防科技工业水平的重要标志。为了进一步提高飞机等航空器的机动性能、负载能力和远距离飞行能力，飞机设计中采用了大量复杂整体结构以降低机身总重量；与此同时，由于飞机发动机时刻处于高温、高压、高转速等复杂的运行环境中，这就要求航空发动机关键部件大量采用高温合金、钛合金等高性能材料以保证其良好的使用性能。高温合金、钛合金等航空材料具有高比强度、高硬度、耐腐蚀等优良特性，在航空发动机压气机盘、涡轮盘、叶片、机匣等复杂薄壁结构中获得了广泛的

5、应用。但由于高温合金、钛合金等航空材料属于典型的难加工材料，传统切削加工由于切削区域温度过高、切削力大以及刀具磨损迅速等特点，造成这类材料及相应的零件68航空制造技术·2014年第22期杨薇赵赘张新冬马辉江波加工效率低、加工质量差，零件的表面完整性也难以保证，严重阻碍了我国飞机、发动机的制造水平与服役寿命的提升。因此，迫切需要发展和探索新的制造工艺技术，实现钛合金、高温合金等航空难加工材料的高速、高效加工。高速高效加工是指在确保零件加工精度、加工质量、设备利用率的前提下，通过提高切削速度、进给速度以及单位时间内材料去除量的一种高性能加工

6、技术。目前，实现航空材料高速高效加工的技术手段中，除了利用数控装备和刀具的优越性能外，也涌现出了通过综合利用热能、电能、声能以及化学能等辅助加工的工艺技术，使得材料的切除速度、加工效率以及表面质量得以显著提升。1高速高效切削加工方法实现航空材料的高速高效加工涉及高性能数控装备、高精度刀柄结构、高速刀具、切削加工工艺参数优化以及冷却润滑等多个方面。通常来说，高速加工是指采用超硬材料的刀具，通过高的切削速度、进给速度来提高单位时间的金属去除率以及加工精度和加工质量的一种现代加工技术。而高效加工的内涵则更为丰富，它通常是指在保证零件精度和质量

7、的前提下，通过对加工过程的优化和提高单位时间材料切除量来提高加工效率和设备利用率、降低生产成本的一种高性能加工技术。从切削机理角度分析，在高速切削加工条件下，刀具单位时间内在切削区域产生大量切削热，瞬时温度急剧升高，这就使得切削区域高硬度难加工材料局部硬度下降，待加工区域塑性变形抗力减小，有利于切削加工。同时，由于高速切削时切屑流出较快及时带走大量热量，避免了大量热量传人刀具和工件，从而提高工件加工质量和加工效率、降低刀具磨损。与传统切削加工相比，高速切削加工发生了本质性飞跃，其单位功率的金属切除率明显提高，切削力大大降低，刀具的切削寿

8、命大幅度延长，传递到工件的切削热大幅度降低，低阶切削振动几乎消失。可见，高速加工特别适合于航空复杂数控加工薄壁零件的精密加工。目前，在航空发动机领域，多数复杂薄壁零件采用高温合金、钛合金等高性能材料。极端的