先进刀具在航空企业制造中的应用

金术俊   董楠

中航西安飞机工业集团股份有限公司   陕西西安   710089

摘要：近年来，制造业经历了航空工业的典型整体规模扩张，航空航天生产领域通常包括各种结构部件，如盘轴、叶片、机闸和其他相关部件。但从本质上讲，上述部件具有更复杂的构件结构，如果不仔细处理，可能会降低结构的整体效率。因此，在这个阶段，技术人员应对刀具在航空工业工具生产的基本原理，并根据当地条件选择合适的加工方法。

关键词：航空航天制造业；刀具；具体应用

随着航空产品的不断改进，越来越高材料的要求，铝合金、镍基和钛合金已成为航空产品的首选材料。然而，这些材料特别难以加工，这大大增加了制造航空航天产品的难度。此时，一些设备和工艺不能解决的加工和生产问题，可以通过选择合适刀具来解决。在航空领域，使用更复杂的刀具和其他结构部件较多。一些结构元素具有不同的内部结构，可能没有必要刚性度。在航空工业中，用于制造结构部件的刀具至关重要。因此，制造业应努力降低各种刀具采购成本，同时根据当地条件提高效率。

一、制造业刀具的基本类型

航天工业发展迅速，取得了新的技术进步。近年来，许多新材料被用于生产，这标志着生产力的普遍提高。但不应忘记，一些结构性刚性不足，内部结构复杂。因此，如发动机和其他航空部件需要全面优化，与其紧密相关的各种结构部件包括机闸件、轴承结构部件和发动机盘部件。上述结构类型需要硬质金属刀具。用于相对较小的部分的标准刀具，在具体的加工过程中，必须综合评估零件的形状、材料、系统硬度、质量指标等因素，例如在涡轮机制造中，高温合金钢是典型的铸造合金和变形钢，但基本上合金钢本身具有较高的金属硬度，相应的切削温度和相对较高的切削强度，在切削过程中，刀具的磨损严重，缩短了自身的使用寿命。因此，对于航空航天工业中的刚性结构构件，有必要对各级刀具进行优化，特别注刀具路径优化。

二、先进刀具在航空企业制造中的应用

现代航空产品生产的特点是产量高，精度高，轻量，数字和智能化生产技术。航空产品具有由产品环境和运行要求决定的特定特性;和对可靠性的要求非常高，钛合金和复合材料等特殊材料在产品加工中经常使用。同时，为许多航空航天部件制造复杂的几何形状需要更高的精度和测量。压缩机，转子，叶片，舱段、起落架、机匣、天线罩和其他航空产品。设计，各种合金，高强度材料，耐高温等。复合材料广泛应用于机身、机翼，材料的使用应符合航空航天设计对高强度和轻量化飞机部件的要求。不必要联接减少，提高组件的整体刚性。这些大型部件的配置是航空航天工业中设计和制造大型部件的要求。先进的制造技术，如航空产品的数字化设计和零件制造，CAPP技术和CAD/CAM软件，如西门子的Teamcenter 3D加工软件，FMS柔性制造和基于CNC的数字车间的MES管理系统。航空产品的设计、制造、装配及装配协调必须简单、精确和协调。例如柔性工装和生产线，自动装配设备等。CNC系统中使用的工具不能满足对高质量和高性能部件的要求。在实际生产中，存在切削性能和刀具耐久性等问题。不锈钢等复杂的特殊材料会影响产品尺寸和质量的一致性。选择和刀具CNC机床对企业来说是一个巨大的挑战，工艺的合理应用，避免了复杂低效的加工方法，提高了操作人员和刀具操作人员的应用水平，并结合CAM软件和宏程序提高了CNC加工的效率。使用拼装夹具和先进加工刀具的组合进行更改(仅在调整期间)。在可能的情况下，整个过程将辅以战略计划，以开发和实施高质量，高效和经济的技术。这种加工理念体现在精细生产的加工过程中，对新产品的科学研究非常好，特别明显。高效制造，包括高速加工，3D打印，激光粉末制造，电，激光加工，精确和快速的测量方法。使用激光测量和其他方法进行高效制造的重要性在于使用现有制造方法快速精确地设计零件，并满足图纸的技术要求。这些包括高速处理，电，激光加工。3D打印和激光粉末合成是现代增材制造方法之一。实际应用主要是高速加工技术。在航空工业中使用。高速加工技术具有加工效率高、切削负荷低、切削热低、变形小优点。它在90年代中期成功应用于航空工业，取得了巨大的经济效益。飞机的结构部件有许多薄壁和难以加工的材料，在加工过程中很容易变形。飞机零件加工能力复杂，尺寸精度高，表面粗糙度高，高速飞机的薄壁零件有助于减小切削力，减少变形，提高加工精度和效率。当切削速度和排出速度较高时，切削去除大部分切削热量，提高热效率，减少产品的表面热量。可以说，高速切削技术彻底改变了航空工业。

三、具体的改进措施

1.利用新的科学和技术手段。在新时代切削技术方面，一些发达国家正在引入新的技术工具，从根本上提高了生产效率。与值得深入考虑的国产刀具相比，在某些地区推出的刀具提供了独特的性能优势。刀具类型取决于类型，特别是在高完整性的飞机部件中，必须优先使用螺纹刀具，同时控制整体速度。

2.降低集成刀具的采购成本。返磨完成及总体采购成本，因此，在各种刀具中，我们应该尽量保持它们的基本特征。如果需要，还可以刀具修磨，使其可以多次使用，从而降低刀具的采购成本。例如，近年来，一些企业打算购买用于日常生产和加工的刀具，以确保刀具返磨的连续使用。

3.加强对员工整体素养提升。作为操作员和技术人员，他必须具备高水平的技术技能。近年来，航空工业不断推出新的技术措施，要求技术人员掌握和应用实用的刀具加工技术。因此，企业在实践中应更加注重技术培训，运用教学方法，提高技术人员的综合素质。目前还可以使用信息工具为特定类型的刀具创建数据库，并确保在数据库中存储正确的切削参数。

从今天的角度来看，航空工业包括许多形式的部件制造，其中可以使用刀具制造精确的结构部件。然而，到目前为止，一些刀具和各种相关的制造方法尚未广泛使用，仍处于起步阶段。未来，技术人员应不断探索生产刀具的特性，引进新材料，制造高性能刀具，以提高现阶段的整体生产水平。

参考文献：

[1]程启阁.航空发动机整体叶盘高效盘铣加工技术与刀具应用分析[J].工具技术，2022，50(03):30-36.

[2]程悦硕.航空发动机典型零件加工技术与刀具应用分析[J].哈尔滨理工大学学报，2022，19(03):110-116.