航空工業(yè)之復(fù)合材料零件加工淺談
飛機(jī)的典型零部件有梁、筋、肋板、框、壁板、接頭等零件，毛坯為板材、鍛件和擠壓型材。目前，90%以上的零件為鋁合金件，少量為不銹鋼和鈦合金。
飛機(jī)零件主要結(jié)構(gòu)形式分為兩類(lèi)。一類(lèi)是長(zhǎng)板型零件，如梁、緣條、筋和壁板類(lèi)零件，長(zhǎng)寬比大，內(nèi)、外緣為空間曲面，形狀復(fù)雜。例如，某型號(hào)飛機(jī)緣條零件是T形薄壁件，材料為T(mén)形高強(qiáng)度鋁合金擠壓型材，6700mm×110mm×200mm，有91.68°的角度要求，理論外形精度正負(fù)0.25mm；上壁板件和下壁板件都是高強(qiáng)度鋁合金件，最長(zhǎng)5600mm，最寬750mm，最薄2mm，加工時(shí)還需用真空平臺(tái)夾持；加工鋁合金件要求高速切削，因?yàn)榱汉蜋C(jī)翼等整體壁板都是整體材料加工而成。
另一類(lèi)是框形零件，如異型肋、支架或接頭等。主要為框形結(jié)構(gòu)，形狀復(fù)雜，加工量大。如某支線飛機(jī)后梁轉(zhuǎn)軸接頭是平衡尾翼的主要受力件，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，毛坯為鍛件，外形尺寸420mm×340mm×225mm，形位公差0.1mm；肋腹板毛坯為高強(qiáng)度鋁合金材板，最大925mm×260m×76mm，最小590mm×190mm×35mm，分為單面框、雙面框兩種腹板，最薄處僅0.9mm，材料利用率12%，這就意味著88%的材料被切除。倉(cāng)門(mén)也是框類(lèi)零件，材料為7150~T7351高強(qiáng)度鋁合金，毛坯尺寸40mm×3100mm×800mm，也有單、雙面框之分，還有門(mén)蓋加強(qiáng)筋板、門(mén)框接頭等。
為了提高加工效率，鋁合金件加工采用高速切削，要求使用高速機(jī)床，主軸轉(zhuǎn)速15000r/min~18000r/min以上，加速度1g左右，定位精度0.02mm，加工精度0.1mm~0.15mm，全行程內(nèi)精度0.3mm。
航空工業(yè)中，鈦合金的應(yīng)用在增加，鋁鋰合金也開(kāi)始應(yīng)用。加工鈦合金件要求機(jī)床具有足夠的扭矩和功率，屬于大扭矩強(qiáng)力切削，要求主軸轉(zhuǎn)速6000r/min左右，機(jī)床應(yīng)具有足夠剛度和五坐標(biāo)加工功能，應(yīng)配備A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭。A/B擺角銑頭的剛性好，A/C擺角銑頭的剛性差些，五軸聯(lián)動(dòng)時(shí)擺角正負(fù)25°，機(jī)床定位精度0.02mm。
飛機(jī)工業(yè)中復(fù)合材料應(yīng)用增多，尤其是碳纖維材料。目前急需復(fù)合材料加工專(zhuān)用設(shè)備如鋪帶機(jī)等，鋪帶機(jī)的關(guān)鍵是要具備檢測(cè)、激光定位、紅外監(jiān)控、壓實(shí)、超聲波切割等功能。
另外，發(fā)動(dòng)機(jī)的加工，需要大量高精度機(jī)床、電火花機(jī)床。