航天零件加工對刀具的要求

　　航天技術由於其高技術含量的特徵，對相應的零件加工要求也是非常的高，那麼你對有哪些有興趣嗎?下面由小編向你推薦分析，希望你滿意。

　　航天零件加工需要高要求的零部件結構有哪些

　　現役型號數控加工零部件主要分為大型整體弱剛性結構件和精密複雜薄壁結構件兩大型別，這些結構件的數控加工生產具有一些典型特點：多屬於定製生產，零件品種多，單件試製與批量生產並存;材料多樣，包含鎂合金、鋁合金、銅合金等有色金屬材料，結構鋼、不鏽鋼等傳統黑色金屬，還包括高強度鋼/超高強度鋼、鈦合金、高溫合金等多類難加工材料，石墨、樹脂、玻璃鋼和碳纖維等多類非金屬材料與複合材料;結構複雜，非完整圓弧、凸臺、口框、階梯孔、細長深孔等多類結構，且存在交叉干涉結構;加工尺寸範圍大，涵蓋0.9～4000 mm，且多呈薄壁弱剛性特徵，加工易變形但加工精度要求又較高;型號任務的快速增長，提出了高效率、高質量的加工需求與加工質量快速追溯的發展需求。

　　大型整體弱剛性結構件特徵分析

　　箭體結構件作為典型的大型薄壁弱剛性結構件，主要品種包括貯箱壁板、級間段、瓜瓣等。貯箱是一種大尺寸、薄壁鋁合金結構，作為主承力結構，是箭體結構中最大的結構部件和影響運載火箭安全性和可靠性的關鍵部件，佔火箭總質量的60%、全箭長度的2/3。

　　大型整體弱剛性結構件包括環狀類結構件、框架類結構件、球形類結構件，直徑跨度較大，涵蓋ø 1000～ø 3500 mm的多種規格，最小壁厚僅1.5 mm。數控加工需實現大面積的材料去除，材料去除率高達70%以上，加工過程中對加工尺寸精度、變形控制、形位精度均有較高要求。

　　精密複雜薄壁結構件特徵分析

　　精密複雜薄壁結構件種類較多，其結構可劃分為薄壁迴轉體類、薄型多面體類、帶筋複雜曲面類、細長軸類和複雜孔系類等。

　　1.薄壁迴轉體類零件

　　該類零件在航天領域中廣為應用，典型零件包括艙體、殼體、端框等，種類高達四十餘種。薄壁迴轉體類零件採用薄壁結構以減輕重量，零件內腔包含柱面體、錐面體、月牙形斜孔、扇形口框等多種結構，外壁周向分佈多個孔系、鍵槽等，結構複雜。此類結構件包含焊接結構、鑄造結構、鍛造結構毛坯，均需通過五軸銑削和精密車削加工工藝完成數控加工，最薄壁厚僅為1.5 mm，零件剛性極差。

　　2.薄型多面體類零件

　　該類零件為多面體交叉結構，代表性零件包括翼面、舵面、罩板等，這類結構件以多斜面為主，結構複雜，刃口部位區域性最薄壁厚不足0.5 mm，零件材料去除率達70%以上。薄型多面體類零件有較高的空氣動力學要求，因此結構設計複雜，表面加工質量要求較高。

　　3.帶筋複雜曲面類零件

　　該類零件基體為整體框架結構，基體側緣為複雜型面組成的刃口結構，部分零件表層採用蒙皮結構，壁厚僅為1 mm。零件材料去除率高，可裝卡定位面少，部分零件基體中包含多組高精度臺階孔，長徑比可達30以上，且為難加工材料，這極大地增加了零件加工工藝的複雜程度。

　　4.細長軸類零件

　　該類零件材料包含超純淨馬氏體時效鋼、鈦合金、不鏽鋼等多類材料，其中馬氏體鋼材料的硬度HRC>50，具有高強度、耐腐蝕、衰減效能好等特點。細長軸類零件最小直徑僅5.2 mm，長徑比達到70以上，加工表面不允許出現波紋、竹節等瑕疵。

　　5.複雜孔系類零件

　　複雜孔系類零件包含深孔類零件和多孔交叉類零件，零件內部存在多孔結構，孔的型別包括深孔、平底孔、細長孔、交叉孔，孔徑範圍大，涵蓋ø 4～ø 20 mm，還存在多孔徑的臺階孔。零件毛坯多為鋁合金、鈦合金鍛件，加工過程中對孔道交叉處毛刺和孔道直線度要求嚴格。

　　航天零件加工對對刀具的要求

　　大型整體弱剛性結構件和精密複雜薄壁結構件，是各類航天產品中的關鍵零部件，其效能直接關係到航天產品的正常發射和飛行控制，對零件加工質量的要求很高，因此對高效加工裝備、數控刀具和加工工藝等工藝系統提出了很高的需求，更需要從工藝系統的角度出發對數控裝備、刀具、裝卡、加工工藝、零件和冷卻方式進行綜合考慮。而刀具在整個工藝系統中的角色是十分重要的，特別是在高速加工過程中，對刀具的結構設計、刀具基體材料、刀具塗層與工件材料適配性、加工工藝引數優化與加工方式優化、刀具裝卡與動平衡均提出了較高的要求。

　　高速高效精密加工已經成為航天覆雜結構件加工的基本要求，在這之中刀具的良好應用發揮了重要的作用。複雜的零件結構形式與多樣化工件材料，對刀具的選用提出了較高的要求，針對不同的零件結構和材料，能夠快速優選刀具，包括刀具結構、刀具基體材料與刀具塗層;結構件生產的快速流轉模式，對加工刀具的選購也提出了快速準備與迅速更替的要求;為應對快速增長的型號要求，高效加工對加工方式的優化選擇和加工工藝引數優化提出了急切的需求;刀具的耐用度與刀具結構、刀具材料與塗層和加工工藝引數均有密切的關係，在不斷提高材料去除效率的同時，也要不斷提升刀具的耐用度，而且也要合理化地控制刀具成本，從而實現降本增效的目的;刀具數字化管理、刀具資料庫分享等，是“十三五”期間八院數控加工發展規劃中確立數字化、智慧化製造必不可少的元素。結合自動化製造單元、結構件數字化生產線和數字化車間建設，在面向數字化、智慧化製造關鍵核心技術問題時，刀具數字化管理與高效加工專家資料庫是必不可少的一環。

　　作為製造型企業，在刀具管理與資料庫開發過程中，必須注意的一個問題就是，刀具資料庫必須能夠適應多類刀具供應商、多品種刀具型別的結構形式，同時打通從CAM、CAPP到刀具管理、刀具應用的系列化流程，從而真正實現工藝設計資訊、刀具結構資訊到機床應用的資訊物理融合，這也是今後較長階段需要重點開展的研究內容。