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。
航空發動機零件的整體化、結構化、輕量化是大推比發動機的重要設計特性之一。整體結構件具有減重、減級、增效并提高可靠性的優點,符合航空發動機零部件易維護、高可靠性和長壽命的服役需求。 例如將壓氣機盤和軸頸設計為一體的壓氣機盤,將轉子葉片和壓氣機盤設計為一體的整體葉盤等。整體結構零件結構復雜,和原單體零件相比裝夾定位效果明顯削弱,使得零件剛性減弱,加工中容易產生振顫。因而加工中零件個別部位容易產生變形,幾何尺寸和表面質量受到一定程度影響。單體葉片加工時可以夾緊葉片的軸頸部位,同時用頂尖頂住葉冠,一個方向夾緊,一個方向支撐。整體葉盤銑削葉片時只能以夾緊輪轂的前后緣板,葉冠無支撐,葉片在懸臂狀態下加工,工藝性明顯劣于單體葉片。因此整體結構零件基本上融合了原來兩個單體零件,盤和葉片的加工難度。
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。