韓棟

摘 要：進(jìn)入21世紀(jì)以來，在社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展的背景下，我國航空事業(yè)發(fā)展迅速。對于航空企業(yè)來說，做好其中的數(shù)控加工工作非常重要。比如，航空企業(yè)會涉及起落架、液壓附件、操作系統(tǒng)等零部件的數(shù)控加工作業(yè)，為了確保這些環(huán)節(jié)工作效率的提高，便有必要掌握先進(jìn)、科學(xué)的數(shù)控加工技術(shù)方法。本課題以航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件及數(shù)控加工作為切入點，進(jìn)一步提到車銑復(fù)合加工工藝設(shè)計方案，并對相關(guān)數(shù)控加工技術(shù)要點進(jìn)行分析，以期使航空企業(yè)數(shù)控加工效率得到有效提升。

關(guān)鍵詞：航空企業(yè)；數(shù)控加工；效率；技術(shù)要點

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）11-0099-02

數(shù)控加工是航空企業(yè)工作中非常重要的環(huán)節(jié)，在確保數(shù)控加工效率提升的基礎(chǔ)上，才能夠使數(shù)控設(shè)備的質(zhì)量、性能得到有效保障，進(jìn)而確保這些數(shù)控設(shè)備投入實際運行中的效率及質(zhì)量。以航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件為例，便需了解其結(jié)構(gòu)，并對航空回轉(zhuǎn)件的切削性能加以了解，進(jìn)一步實施有針對性的數(shù)控加工技術(shù)及掌握相對應(yīng)的車銑復(fù)合加工工藝，從而確保該方面數(shù)控加工效率及質(zhì)量的全面提升[1]?？傊瑥暮娇掌髽I(yè)工作效率及質(zhì)量提升角度考慮，本課題圍繞“航空企業(yè)提高數(shù)控加工效率途徑”進(jìn)行分析研究具備一定的價值意義。

1 航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件及數(shù)控加工分析

基于航空企業(yè)，涉及的數(shù)控加工零部件繁多，需根據(jù)不同的零部件，掌握相對應(yīng)的數(shù)控加工技術(shù)及工藝方法，從而確保數(shù)控加工效率的提高。下面以航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件為例，對其結(jié)構(gòu)、性能、數(shù)控加工進(jìn)行分析，具體內(nèi)容包括：

1.1 航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)分析

在航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件當(dāng)中，其主要構(gòu)成部分包括：回轉(zhuǎn)件、接頭以及支座；其主要特點為回轉(zhuǎn)件精度高且工藝復(fù)雜。在航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件當(dāng)中，涉及的典型結(jié)構(gòu)包括了飛機起落架整體外筒、滑架以及整體活塞桿等，形狀可以是圓錐形、螺紋形，也可以是球面形、圓柱形等。此外，航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件在結(jié)構(gòu)上，還涉及平面、斜面以及加強筋等非回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)?？偠灾瑥?fù)雜回轉(zhuǎn)體，既具備回轉(zhuǎn)體特征，同時也具備非回轉(zhuǎn)體特征[2]。從其加工工藝方法來看，通常涉及兩種：其一為車削加工工藝方法；其二為銑削加工工藝方法；需根據(jù)實際需求，合理選擇，以期提高數(shù)控加工的效率。

1.2 航空回轉(zhuǎn)件切削性能分析

對于航空工業(yè)當(dāng)中超強度鋼，即為屈服強度>1400MPA的鋼；由于飛機、發(fā)動機當(dāng)中大多數(shù)零部件需符合高抗疲勞、高強度以及高耐腐蝕等性能，因此超強度鋼的應(yīng)用便非常重要。在飛機起落架外筒制作過程中，有時會采取低合金超強度鋼300M進(jìn)行制作，對于此超強度鋼來說其材料融合了4340鋼，并通過1.5%硅的添加，加上淬火與回火制作工藝，從而確保低合金超強度鋼300M鋼具備優(yōu)良的抗疲勞及耐應(yīng)力性能[3]。值得注意的是，對于300M鋼來說，在加工工藝上顯得較為復(fù)雜，所以需掌握合理、科學(xué)的工藝加工方法，合理設(shè)置切削參數(shù)，并選擇性能優(yōu)良的加工設(shè)備進(jìn)行加工作業(yè)，從而確保加工效率及質(zhì)量的提升。

1.3 數(shù)控加工分析

在航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件數(shù)控加工過程中，包括了：對回轉(zhuǎn)面進(jìn)行切削處理，進(jìn)一步實施車削及非回轉(zhuǎn)面的鉆、銑及鏜等加工工流程。倘若選擇采取常規(guī)的加工方法，在選擇了相對應(yīng)的加工方法的基礎(chǔ)上，需使用相對應(yīng)的加工設(shè)備。而復(fù)雜回轉(zhuǎn)件，因具備的加工工序繁多，且具備很強的工藝路線，因此需對其工種進(jìn)行合理、科學(xué)的劃分，做到合理使用刀具、機床等。值得注意的是，對于規(guī)格不同的小批量零部件生產(chǎn)過程中，考慮到生產(chǎn)準(zhǔn)備時間及制造周期的有效縮短，進(jìn)而提高加工的效率及質(zhì)量，需合理選擇加工工藝方法[4]。針對此種情況，便可以采用車銑復(fù)合加工技術(shù)，采取此類加工技術(shù)，使數(shù)控銑削、車削以及鏜孔加工等有效完成，進(jìn)而確保數(shù)控加工的效率及質(zhì)量。

2 車銑復(fù)合加工工藝設(shè)計分析

如前所述，車銑復(fù)合加工技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高航空零部件數(shù)控加工的效率及質(zhì)量，下面便從車銑復(fù)合加工工藝的加工設(shè)備選擇、加工定位及裝夾選擇、刀具選擇兩方面的內(nèi)容進(jìn)行分析，具體內(nèi)容為：

2.1 加工設(shè)備的合理選擇

針對復(fù)雜回轉(zhuǎn)件，如果采取常規(guī)方法進(jìn)行加工，則在加工設(shè)備上需使用到車床、深孔鉆床、磨床等。值得注意的是，基于車銑復(fù)合加工過程中，機床是必不可少的設(shè)備，所以需確保機床具備高精度、功率大、能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測等功能，從而使加工工序的效率及質(zhì)量得到有效保障。例如：在數(shù)控加工過程中常用到的奧地利M150車銑復(fù)合機床，便具備高精度、高扭矩力、大功率、動態(tài)剛性性能優(yōu)良以及可實現(xiàn)在線檢測等功能，可以為復(fù)雜回轉(zhuǎn)件粗加工或精加工的要求得到有效滿足。此外基于機床設(shè)置過程中，需選擇臥式設(shè)置，將車削主軸箱設(shè)置于左端位置，將可編程尾座設(shè)置于右端位置；車、銑、鏜主軸裝置則設(shè)置于斜床身上部位置，數(shù)字控制定位中心架則設(shè)置于斜床身下部位置。

2.2 加工定位及裝夾的合理選擇

基于零件機械加工作業(yè)過程中，涉及的裝夾、定位為基礎(chǔ)作業(yè)環(huán)節(jié)，在確保定位合理、裝夾牢固的條件下，才可確保加工作業(yè)順利、有序地進(jìn)行。以航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件加工為例，由于需應(yīng)用的加工方法繁多，因此針對每一類加工方法，需合理選取定位方法及夾緊方法，確保設(shè)計的科學(xué)性[5]。針對回轉(zhuǎn)件主回轉(zhuǎn)面，可選擇車削加工方法；針對外部回轉(zhuǎn)面，可采取卡盤及頂尖裝夾方法；針對內(nèi)部回轉(zhuǎn)面，可選取卡盤與中心架裝夾方式。如果零件自身結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行卡盤裝夾，可增設(shè)工藝凸臺，或使用專用的夾具進(jìn)行裝夾工藝操作?；诜腔剞D(zhuǎn)區(qū)域加工過程中，主要會使用到數(shù)控銑加工工藝，或鏜加工工藝，如果將圓柱體當(dāng)作裝夾定位面，則需采取專用夾具；并在夾具定位及夾緊過程中，需使用到主回轉(zhuǎn)面外圓，并選擇V形塊進(jìn)行定位處理。此外，基于車銑復(fù)合加工裝夾工藝實施過程中需于M150機床當(dāng)中進(jìn)行尾座功能的設(shè)置，做好中心架與尾座頂尖的結(jié)合設(shè)置，確保車銑復(fù)合加工裝夾作業(yè)的效率及質(zhì)量得到有效提升。

2.3 加工刀具的合理選擇

基于復(fù)雜回轉(zhuǎn)件加工過程中，需合理選擇刀具，具體包括：（1）如果使用的是車削刀具，通常會選取螺紋車削刀具，或者選取普通外圓車削刀具；（2）如果使用的是旋轉(zhuǎn)刀具，則通常會選用銑削刀具，或鉆削刀具，亦或者是鏜削刀具。值得注意的是，由于復(fù)雜回轉(zhuǎn)件的強度很高，因此在切削過程中，需合理控制溫度，不然容易導(dǎo)致刀具受到磨損，還可能出現(xiàn)打刀及崩刃等問題，因此還需合理選取刀具材料。從現(xiàn)狀來看，基于高強度鋼加工過程中，會采取硬質(zhì)合金、陶瓷類刀具以及CBN刀具；在復(fù)雜回轉(zhuǎn)件車銑復(fù)合加工過程中，需確保所使用的切削刀具具備優(yōu)質(zhì)的性能，比如常使用的CoroPlex多任務(wù)刀具，便具備優(yōu)良的性能[6]。此外，在刀具選擇方面，還有必要根據(jù)航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件的實際加工需求，合理選擇，從而確保加工效率及質(zhì)量能夠得到有效提升。

3 提高數(shù)控加工效率的相關(guān)技術(shù)要點分析

上述針對航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件，提到了數(shù)控加工方法及加工工藝設(shè)計方法，其目的均為提高數(shù)控加工的效率。而從航空企業(yè)整體角度考慮，要想提高數(shù)控加工的綜合效率及質(zhì)量，還有必要掌握一些技術(shù)要點，具體包括如下：

3.1 模型編程技術(shù)

除以上提到復(fù)雜回轉(zhuǎn)件工藝加工技術(shù)要點以外，在航空企業(yè)數(shù)控加工過程中，可能存在數(shù)控編程效率低的問題，同時在數(shù)控加工自動化水平上不夠高[7]。針對這些問題，便有必要合理科學(xué)地使用模型編程技術(shù)，即：基于模型定義的飛機結(jié)構(gòu)件數(shù)控編程方法技術(shù)。相關(guān)學(xué)者表示，可利用CATIA V5平臺，進(jìn)行相對應(yīng)數(shù)控編程技術(shù)模型的開發(fā)，為基于模型定義的數(shù)控編程技術(shù)示意圖，合理科學(xué)地利用模型編程技術(shù)，通過數(shù)控加工特征信息的提取，能夠為進(jìn)一步數(shù)控加工工藝提供客觀、科學(xué)的決策，包括：合理選擇加工方式、合理規(guī)劃加工刀軌，最終促進(jìn)飛機結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工效率及質(zhì)量的提高。

3.2 刀具磨損處理技術(shù)

在航空數(shù)控加工過程中，刀具磨損是常見的問題，該問題的出現(xiàn)會導(dǎo)致零件的尺寸發(fā)生改變。通常條件下，刀具磨損的出現(xiàn)，會導(dǎo)致零件尺寸產(chǎn)生一定程度的誤差，當(dāng)存在此類誤差情況時，數(shù)控機床加工的精密性便會受到影響。為了解決此類問題，便有必要注重刀具磨損處理技術(shù)的應(yīng)用。值得注意的是，需認(rèn)識到刀具磨損為切削加工過程中普遍存在的問題，其分為三個階段，即：初級磨損階段、正常磨損階段以及急劇磨損階段[8]。其中，初級磨損階段影響偏低，正常磨損階段需考慮零件材料、切削要素、刀具材料以及刀具涂層等影響因素，然后針對具體的影響要素，對癥處理。此外，對于急劇磨損階段，則會對數(shù)控加工造成很大程度的影響，需結(jié)合實際的刀具消耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)，確保在刀片應(yīng)用至刀具急劇磨損階段之前，進(jìn)行刀片的更換，從而確保數(shù)控加工效率得到有效保證。總之，需根據(jù)具體的階段，合理采取刀具磨損處理技術(shù)。

此外，值得注意的是，航空數(shù)控加工是一個多環(huán)節(jié)的工作項目，在航空數(shù)控加工作業(yè)過程中，除以上技術(shù)要點和加工環(huán)節(jié)以外，還涉及到航空發(fā)動機葉片數(shù)控加工等環(huán)節(jié)。比如在航空發(fā)動機葉片數(shù)控加工過程中，便有必要掌握一次裝夾完整加工技術(shù)、零點定位快換裝夾技術(shù)以及葉片型面數(shù)控機械拋光技術(shù)等，從而確保航空發(fā)動機葉片數(shù)控加工效率及質(zhì)量的全面提升。

4 結(jié)語

綜上所述，要想提升航空數(shù)控加工效率，需掌握航空復(fù)雜回轉(zhuǎn)件的結(jié)構(gòu)、性能，進(jìn)一步選擇合理科學(xué)的數(shù)控加工方法，例如在車銑復(fù)合加工工藝過程中，便需合理選擇加工設(shè)備，同時確保加工定位及裝夾的合理性，合理選擇加工刀具等。此外，還有必要掌握必要的模型編程技術(shù)、刀具磨損處理技術(shù)等。相信從以上方面加以完善，航空數(shù)控加工效率將能夠得到有效提升，進(jìn)一步為航空企業(yè)的發(fā)展奠定有效基礎(chǔ)。

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