航空類零件相對于其他行業的零件來說,有一些顯著特征,決定了其加工工藝的選擇。如:其品類多,精度高,類型復雜,具有小批量,多種類的特點,而且航空零件在不斷的研發改進中,不會就某個類型大批量投產,適合小批量研發試制。因此無法采用大規模流水線生產方式來提高效率和降低成本。航空零件加工一般會采用機械加工方式來實現。 航天零件機械加工的材料-工藝-表面處理等各方面要求極其嚴格,一般航空材料會選用輕質的鈦合金,鎂合金,還有其他優質的鋁合金,不銹鋼等。其加工一般要求一次性成型,不接受拆件焊接,精度要求高,關鍵位置不允許有偏差,甚至每一個螺紋孔都必須配合完美!另其外表面由于受到高氣流氣壓,雨打風吹等惡劣環境,必須采用表面處理來保護,如氧化、電鍍、噴涂等。
目前航空發動機制造工藝過程中應用較為廣泛的復合加工技術有以下2種: (1)基于工序集中原則,以多種機械加工工藝為主的復合加工技術。例如:車削、銑削、磨削、鉆削、鏜削和絞削等工藝,其中的部分工藝可以一次性裝夾完成。 (2)特種加工方法與切削、磨削組合,去除材料工藝方式的復合。例如:激光、電火花和超聲波等特種加工方法與切削、磨削的組合。
航空發動機的渦輪盤、整體葉盤、渦輪葉片等零件的材料大多為鈦合金和鎳基高溫合金,如圖所示,由于大多是薄壁件,因此對其制造精度要求極高,對其加工刀具要求亦很高。高溫合金加工時由于其切削力大、加工硬化傾向大、切削溫度高、刀具磨損嚴重使其成為典型的難加工材料。 高溫合金家族共有的特點:導熱性差、彈性模量小、化學活性高和摩擦系數大,還具有其他高溫合金不具備的高強度、高韌性和高硬度的特點使得其歸屬于難加工材料行列。在車削過程中主要表現在切屑與前刀面接觸面積小,刀尖應力集中,切削溫度高,切屑不易折斷并且鋸齒化嚴重,刀具磨損嚴重,導致加工效率很低,工件加工表面質量較差。