國外航空零件數控加工技術

在發達國家，航空零件的制造加工過程普遍實現了高度專業化、信息化和自動化，不需要人工干預，裝夾定位過程簡單快捷，加工效率高(如圖2為空客帶自動托盤交換的臥式加工中心加工的大型梁類零件)，這些特性主要體現在以下方面：高度專業化的生產資源配置和布局；普遍應用高速無人干預加工技術；普遍應用大功率金屬加工高效切削，主軸功率使用率在70%以上；普遍實現快速裝夾、托盤交換等不間斷加工過程，減少空機時間；生產資源集成化信息管理程度高；配套設施完備：包括主軸測頭、集中刀庫、安全防護、鋁屑處理系統等；采用自動測刀，芯片讀寫的方式進行刀具參數、刀具壽命管理。

目前，在航空零件的大規模研制中往往面臨較大的被動局面，無法形成具有極大競爭力的核心技術優勢，其根本原因就在於原有的相對落後的生產資源配置和布局已經無法滿足當前研制需要，尤其是國家大飛機項目的啟動在給我們帶來極大機遇的同時也對現有的生產能力和制造技術水平敲響了警鐘。首先，要確立零件族的概念，應用成組技術建立典型零件族。其次，在確立典型零件族的基礎上，分類建立標准化的典型零件族工藝流程。最後，在標准化的典型零件族工藝流程的基礎上形成專業化、集成化的生產資源配置和布局，並最終形成各類典型航空零件的精益生產線。特別是對於大型結構件，建立專業化的典型零件生產單元對於提高其加工技術水平、降低成本尤為重要。

對高速加工的數控設備來說，正確設計夾具、縮短夾具生產准備周期，實現零件在數控機床上的快速裝夾定位非常重要，能大大提高有效切削時間比例，保證加工質量，從而達到提高數控加工效率的最終目的。在傳統夾具體上，采用機械定位、人工夾緊和拆卸通常要花費大量的時間和人力，而高速加工大型工件時，采用半自動化或全自動化裝夾技術是非常有經濟價值的，液壓定位和夾緊非常有效。液壓夾具的主要優勢是節省夾緊和松卸工件時所花的大量時間，有關統計資料表明液壓夾緊相比機械夾緊節省約90%的時間，縮小了生產循環周期，降低了成本。另一個明顯的優勢在於夾緊力在定位和夾緊過程中保持恆定不變，從而確保了同一道工序下加工質量的一致性。　柔性夾具系統也是一種新型的替代傳統夾具的裝夾系統。目前先進的柔性夾具系統都具有自適應能力，針對產品變化實現自動化調整，從而適應了產品變化較大時的情況(如圖3所示的空客-MELT全自動柔性裝夾系統及生產線)。

　現代飛機的高性能要求其結構具有輕量化、薄壁化和整體化的特點，零件須實現較高的精度和表面質量，傳統的低速加工方法已經難以滿足現代航空制造的需要。大量的型號研制應用證明，高速切削加工技術具有極大的優越性，不僅加工效率大大提高，零件的加工質量也得到提高。　國內目前在高速加工應用方面和國外存在著較大的差距，主要表現在20000R/MIN～40000R/MIN的大型高速銑削設備數量少，配套設備缺乏，技術經驗匱乏，嚴重制約了國內整體數控技術水平，未來無論在硬件環境的建設，還是應用技術的研究方面都需要投入大量精力。

隨著產品任務量的加大、設備的增加，用於機械加工的CNC加工刀具需求量也越來越大，品種也越來越多。但長期以來，刀具管理模式主要采用人工管理模式，刀具管理制度不健全，刀具庫房不規範，在刀具的集中配置方面不完善，嚴重影響了刀具管理水平，增加了數控加工的准備時間，制約了數控加工的效率和加工能力的進一步提高。隨著數控加工和刀具技術的高速發展，面對高效生產的挑戰和不斷降低制造成本的壓力，刀具的管理成為各制造企業日益關注的熱點。文建立自動化、信息化的刀具管理存儲環境是解決目前刀具應用管理落後、低效現狀的有效途徑。可以通過植入芯片進行刀具的全生命周期管理，從而合理地應用刀具資源。