第五章-飞机结构件的数控加工技术课件

飞机结构件的数控加工技术5.1飞机结构件的特点和分类飞机零件尺寸大，壁薄，易变形。零件槽间距离仅2～5mm，腹板厚度也仅有2～4mm，筋顶形状复杂，几何形状不规则。飞机零件按形状可以分为：A类：飞机壁板、骨架、支架。B类：飞机框、肋、梁。C类：锁环、盖板、垫板。常用的飞机零件材料铝合金是飞机的主要结构材料，在飞机上的用量一般占70％-80％。钛合金具有较高的抗拉强度（441～1470兆帕），较低的密度（4.5g/cm3），优良的抗腐蚀性能和在300～550oC温度下有一定的高温持久强度和很好的低温冲击韧性，是一种理想的轻质结构材料。不锈钢是一种含铬量大于10%～12%，或含镍量大于8%的合金钢和含铬量为16%～18%的耐酸合金钢。它有很高的耐磨性、硬度、强度、熔点都很高，化学活性大，亲和性强，所以很难加工。复合材料飞机零件数控加工的特点飞机零件材料通常为难加工材料，这些难加工材料的切削加工性是由其常温特别是高温状态下的物理力学性能决定的，也与切削加工时所用的刀具材料、切削方式、加工条件、机床性能、工件刚性及装夹方法等因素有关。在飞机结构件的加工过程中，不但要保证零件本身的加工精度，而且还要保证零件满足协调性要求，二者缺一不可。

5.2飞机整体壁板的数控加工方法整体壁板是指将蒙皮、筋条、凸台等部分结构组成的整体件。1腹板2筋条3孔及孔周边加强凸台飞机整体壁板的特点外形准确，表面光滑，可以减少飞机在飞行中的阻力；在保证同样强度和刚度的情况下，结构重量较轻；便于应用计算机辅助设计、辅助制造（CAD/CAM）技术；整体壁板是飞机整体油箱的最好零件，它不但提高了油箱的密封性，而且减少了密封材料的用量；减少了零件和连接件的数量，简化了协调关系，减少了装配工作量。

飞机整体壁板的分类按筋条在腹板上的分布特点分类

按横向剖面形状分类按搭边位置分类飞机整体壁板的毛坯预拉伸板材挤压带筋板挤铸带筋板特型轧制的带筋板工装的选择真空平台的典型结构如图所示。主要由支承定位平面、抽气孔、抽气槽、密封槽、O形密封胶条以及边缘压板螺栓孔等部分组成。真空平台的工作原理真空夹紧装置系统5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.3飞机整体壁板的数控加工实例5.4飞机大梁的数控加工5.4飞机大梁的数控加工序号材料名称常用材料的牌号1合金结构钢低合金高强度钢30CrMnSiA低合金超高强度钢30CrMnSiNi2A2铝合金硬铝LY12超硬铝LC43钛合金α＋β两相钛合金TC45.4飞机大梁的数控加工5.4飞机大梁的数控加工5.5飞机框、肋的数控加工5.5飞机框、肋的数控加工5.5飞机框、肋的数控加工序号毛坯类型加工特点1模压件合金钢对外形、内形、腹板进行粗、精加工后，再进行热处理，最后对框缘结合槽口、梁结合槽口和结合孔进行细加工铝合金铣定位基准面，一次定位铣完外形、内形和腹板面，翻面铣完内形和腹板面2预拉伸板铝合金以模线样板划线，将预拉伸板毛坯粗铣成外形轮廓，然后铣正反面内形和腹板，最后翻面铣完内形和腹板面5.5飞机框、肋的数控加工5.5飞机整体框的数控加工实例5.5飞机整体框的数控加工实例5.6难加工材料的数控加工技术难加工材料的切削加工特点

不锈钢加工

钛合金加工

复合材料加工

难加工材料航空航天工业常用的超耐热合金、钛合金及含有碳纤维的复合材料等.不锈钢加工刀具几何参数刀具切削部分表面粗糙度刀杆材料刀具切削部分材料

钛合金加工钛合金是一种难加工材料,钛合金零件的铣削会由于切削速度很小的提高而导致刀具切削刃的较快磨损。由于钛合金的强度高、粘性大，切削中更容易在切削区产生和积聚热量，加之导热性差，在大切除量的铣削时，有引起燃烧的危险。

钛合金加工提高钛合金加工效率的途径：正确选择切削刀具材料；采用多切削刃刀具切削；减少钛合金铣削过程中的振动；合理选择工艺参数。

复合材料加工

最常见的多功能复合材料本身既是结构材料，同时又具有其他功能，如隐身飞机的机身采用碳纤维或碳化硅纤维增强环氧树脂，加入铁氧体填料构成的复合材料．特别是有蜂窝夹层的复合材料，其本身不仅是轻质高强的结构材料，而且还具备一旦电磁波(雷达波)射向机身，在面层先吸收部分电磁波并使透入的波在夹层中多次散射吸收，以逃避雷达的搜索而实现隐身的功能。蜂窝夹层结构复合材料

蜂窝夹层结构复合材料由面板(蒙皮)与轻质蜂窝芯材用浸渍树脂液改性环氧胶粘剂或改性酚醛胶粘刑粘结而成的具层状复合结构的材料。夹层结构面板可用强度较高的铝、不锈钢、镁、铁板或碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维复合材料板，常用蜂窝芯材可