车铣复合加工在航空发动机精密零件中的应用

syjy2 2020-05-03 14:44 新闻动态
    近年来,世界航空制造技术取得了巨大进步,并呈现加速发展的趋势。航空发动机的研制集中了冶金、材料、热处理、表面处理、机械制造、特种加工、增材制造、工装设计、检验检测和试验测试等多种专业的最高成就,零件数量达1万余个,加工精度达到0.001mm。
车铣复合加工
    为了提高航空零件的质量,大量的新材料及越来越复杂的结构逐渐被采用,加工精度要求越来越高,喷嘴类零件作为航空发动机精密零件的典型代表,其加工精度会直接影响发动机的工作性能。随着数控车铣复合加工中心、数控五坐标加工中心、数控铣磨复合加工中心等新型复合加工设备的不断发展,减少了零件的装夹次数、夹具数量和周转时间,使零件的加工变得简单、高效,为航空发动机精密零件的制造提出了新的解决方案。
 
 
    车铣复合加工是一种利用先进控制技术、精密测量技术以及CAD/CAM等现代应用技术与传统机械设计和精密制造技术相合成的先进机械加工方法。通过一次装夹找正,将车、铣、钻、镗、线切割等多工序合并,能够达到提高零件加工精度、缩短制造周期、节省工装数量、减少生产管理的效果。喷嘴类零件的具有尺寸小、精度高、种类多和批量小的特点,而车铣复合加工技术具有较高的柔性,可以实现不同产品加工之间的转换,因此车铣复合加工技术适合应用于喷嘴类精密零件的制造。
 
    喷嘴类零件加工实例
 
    零件
 
    如图1所示为某型号航空发动机副喷口零件,主要承担着在主燃烧室喷射带有一定角度和流量的雾化燃油的工作,燃油经充分燃烧后为发动机提供推力,其加工精度将直接影响燃油流量和雾化锥角,进而影响发动机的燃烧效率和性能。该零件尺寸较小,精度较高,轮廓尺寸为φ12.5×19.5mm,小孔对大孔有同轴度要求,安装边平面对大孔有垂直度要求。
 
    工艺方案
 
    该零件采用普通设备加工需要派制专用工装,多次装夹、找正,无法保证精密尺寸与技术条件要求。由此,选用带有双主轴结构,可以自动对接的车铣复合加工中心进行加工。由UGNX软件建立三维模型,通过合理的设计走刀路径、选择合适的切削参数编制加工程序,使用VERICUT软件进行模拟仿真,最终输出能被加工设备识别的ptp格式的数控加工程序,导入加工设备进行实际加工验证。
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