2014年7月26日--由國防科技工業“難加工材料加工”技術研究(jiū)應用中心和慧自得市場營銷策劃(北(běi)京)有(yǒu)限公司聯合舉辦的“航空航天難加工材料加工技術研(yán)討(tǎo)會”隆重召開(kāi)。
航空領域的(de)創(chuàng)新周期正(zhèng)在加快,在五年左右的時(shí)間(jiān),便有一批新的製造技術投入到(dào)應用當中。因此,對於製造業而言,隻(zhī)有跟(gēn)上世界航空產業(yè)新技術的應用和升級,提高核心競爭力,才能融入到世界航空製造體係之中。航空製造業(yè)又具有極大的特殊性,眾所周知(zhī),目前的航空領域正向輕量化方向發展(zhǎn),難加(jiā)工材料的比例在飛機零部件(jiàn)中越來越高,加工製(zhì)造過(guò)程中任何的加工不當、效率低下、質量問(wèn)題都會導致嚴重的(de)後果(guǒ),因此,航空製造業對製造工具(jù)和手段有著(zhe)非常高標準的要求。
在國防科技工業難加工材料加工技術研究應用中心(xīn)主(zhǔ)任(rèn)徐九華教授和南京航空航天大學機電學院(yuàn)李亮教授的倡導下,世界知名的(de)機(jī)床(chuáng)、刀具、控製(zhì)係統、軟件、切(qiē)削(xuē)液供應商同來自(zì)航空航天企業近40位技術骨幹展開了(le)廣泛深入的討論,話題主要集中在:高性能的機床設備及解決方案、高效耐用(yòng)的(de)切削刀具、智能化的控製係統(tǒng)、適(shì)應性的數控程編技術、穩定的冷卻潤滑技術、精(jīng)微加工的特種加工設備。
瓦爾特 新挑戰需要新方案
瓦爾特全球能效中心(xīn)航空航天行業(yè)經理Jim Dale先生從(cóng)刀具角度,為與會者介紹了瓦爾特針對航空(kōng)航天重點部件的全方位的解決方案。重點有:機翼加工,材(cái)料主要為鈦(tài)合金和鋁合金;機身加工,材(cái)料主要為複合材料;起落架加工,材料主要為鈦合金和高(gāo)強度鋼件;發(fā)動機加工,主(zhǔ)要是難加工材料的加工。
針對機身刀具(jù)方案,瓦爾特展示了9款產(chǎn)品,有(yǒu)用於5軸實現型腔精(jīng)銑的,還有用於粗銑(xǐ)的銑刀產(chǎn)品;針對CFRP結構件加工,瓦爾特給出了9種刀具產品;針對(duì)襟翼導軌刀具方案,也是同樣數量的刀具產(chǎn)品,都用於鈦合金材料的加工(gōng);另(lìng)外還包(bāo)括起落架(jià)刀具方案、發(fā)動機刀具方案、發(fā)動機機(jī)匣刀具方(fāng)案、渦輪葉片刀具方案的全麵(miàn)介紹。
作為創新型企業,瓦爾特針對航空(kōng)航天領域擁有很多技術創新,比如(rú)HSM ConeFit™ 鈦合金件(jiàn)型腔精(jīng)加工。刀具懸伸可達 4、5、6 和 7×Dia, 滿足較(jiào)深型腔的加(jiā)工要求,Cone-fit 接口設計, 保證刀具跳動精度,全新設(shè)計 Ti 50 特殊(shū)的背切設計, 優(yōu)化了層切時的表麵質量,全新設計 Ti 50 具有 0.5、1 和 1.5×Dc 切削刃長,Da = 25mm。另外,就是HPC-用於鈦合金加工刀具,刀具擁有增強的側韌(rèn)帶設計(jì)和副切削刃減震設計,還有不等(děng)螺旋角設計,特殊的柄部處理可防止(zhǐ)加工時被拉(lā)出,最重要(yào)的是,該產品有用於外冷的冷卻槽以及內冷卻(què)孔設計。
除了以上兩大(dà)技術創新(xīn),Jim Dale先生還介(jiè)紹了瓦爾特Sky·tec™ - NFT, NMT, NRT 刀片槽型以及(jí)陶瓷刀具技術。最後對瓦爾特於2013年EMO展會上(shàng)推出的低溫冷卻技術做了簡要介紹,該技術主要用於葉片(piàn)銑削(xuē),采用二氧化碳冷卻技術,極大降(jiàng)低了材(cái)料的熱變形(xíng),對工件的加工效率和加工質量都有極高的提升。
海德漢 持續技(jì)術創新
約翰內斯·海德漢博士(中國)有限公司技術總監張興全博士對航空航天領域麵臨的挑(tiāo)戰與需求進行(háng)了充分的分析。挑戰一:新型難加工材料--超高強度鋼、高溫合金、CFRP、C/C、C/Si等;挑戰二:零件結構變得更複雜;挑戰(zhàn)三:更高的加工質量要(yào)求(qiú);挑(tiāo)戰四:加(jiā)工(gōng)能效 / 綠色製造;挑戰五: 新加工原理(lǐ)/工藝(增材製造/高能束)。
因(yīn)此,航(háng)空業零部(bù)件加工需要有效(xiào)機床操作(zuò),如CAM生成程序編輯使用舒適性(xìng)以及程序流程的可讀性;較高的生(shēng)產效率,如加(jiā)工後無需(xū)大量手工作業,進(jìn)行快速而(ér)精確的機床操作(zuò);出於對貴(guì)重原材(cái)料加工的考慮,需要高加工精度、穩定(dìng)切(qiē)削條(tiáo)件以及高可靠性的五(wǔ)軸加工;最後(hòu)是可跟蹤性(xìng),需要(yào)完善工藝文檔以及在機尺寸檢測(cè)。隨後,張博士針對測量/檢測技術,為與會嘉賓就單場掃描技術、絕對式測量技術、高效智能在機檢測進行了深入細致的介紹。
作為張博士演講的第三部分(fèn),他對海德漢的數控加工技術做了詳細的介紹(shào),其中包括海德漢的高速(sù)加工技(jì)術、五軸加工技術、複合化技(jì)術、智(zhì)能控製技術以(yǐ)及自動化/信息化技術。其中海(hǎi)德漢的動態高效、動態高精技術引發了眾多討論。
海德漢“動態高效”功能(néng)集成了TNC的多項重切削數控功能:自適應控製--AFC功能根據加工條件優化進給速率;有效振顫控製--ACC功能降低振顫趨勢並允許用(yòng)戶使用更(gèng)大進給速率和更大進給量;擺線銑(xǐ)削--快速銑削槽和型(xíng)腔。它使操作人員工作更輕鬆,加工速度更快更穩定,結果更加(jiā)可預見,從而提高效率。“動態高效”提供有效的智能化加工控製功能,提高材料切除率的同時,縮短了加工時間。另(lìng)外,正如海(hǎi)德漢(hàn)數控係統的一貫傳統,這些功能同樣非常方便用戶使(shǐ)用。
達爾康 軟件(jiàn)智能(néng)夾(jiá)具與自動(dòng)化生產
Delcam中國總部技術總監(jiān)翟萬略先生從事CAD/CAM應(yīng)用及企業信息化係統實施谘詢工作十餘年。在高速、高效加工(gōng),機器人(rén)車身加工應用、數字(zì)化毛坯、五軸高安全性加工以(yǐ)及(jí)數控機床在線質量控(kòng)製、自適應加(jiā)工、工(gōng)藝(yì)質量自動化方麵有豐富的實施經驗和創新思路,同(tóng)時是轉化(huà)國外先進(jìn)製造技術到國內製造業應用的領先者和倡導(dǎo)者。他以(yǐ)“軟件智能夾具與自動化生產”,展開了(le)針對CAD/CAM在航空航天領域典型應用(yòng)的闡述。
Delcam關注(zhù)以下技術:一(yī)是自適(shì)應加工技術,精準製造需要考(kǎo)慮加工部分的定位、毛坯的初始形(xíng)態、精加(jiā)工需要的形狀三個方麵,一個環節不能實現,那麽自適應加工將不能進行;二是機床工藝精度檢(jiǎn)測,主要是測(cè)頭的誤差補正、五軸機床旋(xuán)轉軸的誤差監測以及檢測係統穩定性避免錯誤,另(lìng)外就是需要有報告生成和可追(zhuī)溯性;三是工序(xù)監測;四是生產工藝自動化,這裏包括自動驅動(dòng)和過程監測、減少人為操作、預(yù)知和避免錯誤發生、在企業信息管理平(píng)台傳(chuán)輸(shū)數據、自動(dòng)歸檔(dàng)關鍵數據,形成閉環製造;五是增材製造;六是機床機器人;七是係統自動化。
翟萬略先生又以波音787飛機翼板、起落架連接關鍵件以及葉片加工為例,為與會者詳細(xì)介紹(shào)了Delcam在航(háng)空航天製(zhì)造領域的貢獻和優(yōu)勢,引起了在場聽眾的一致好評。
恒輪 關注複合加工和重切削
恒輪機床資深專家顧(gù)海龍先生就(jiù)HELLER徑向(xiàng)進刀係統、HELLER新型的銑車複(fù)合加工、五軸(zhóu)重切削、空間的重切削以及四軸加工的重切削應用五個方麵,闡述了HELLER在航空(kōng)航天(tiān)領域複合加工和重切削方麵的(de)優(yōu)勢。
在傳統車床(chuáng)上進行非旋轉類工件(jiàn)的車削加工,這就涉及到如何在車(chē)床上固定工件(jiàn)、如何找到(dào)車削旋轉軸(zhóu)、如何進行工(gōng)件的動平衡以及當一個工件上有(yǒu)多個車削旋轉軸,如何重(chóng)複以上(shàng)工作等等(děng)問題。而HELLER徑向進刀係統是在臥(wò)式(shì)加工中心上(shàng)實現複合加(jiā)工。設備具有U-軸(DIN),可以提供一條附加(jiā)數控軸,用來控製在U方向的運動(平行於(yú)X軸,垂直於主軸中心軸);徑向進(jìn)刀係統,是指整個係統,包括U-軸、平麵(miàn)車頭和實現徑向進刀片(piàn)的刀柄結構,以及機床上相應的機械結(jié)構;平麵車頭,是指可以實(shí)現刀具機械調整的機構,整個平麵車頭可以(yǐ)作為一個刀具放在刀庫中。HELLER新型(xíng)的銑車複合加工C 係列機床提供(gòng)了HELLER最好的工藝能力。這個係列的機床將兩種最重要的加工工序整合到了一起——車削和銑削,非常適合高切削力的重切削。就五軸(zhóu)重切削而言(yán),HELLER介紹了兩款適合五軸重切削的主軸,分別為叉型擺動頭PCT 100和萬能翻轉(zhuǎn)頭PCU 100。
與會者結合自身(shēn)的加工現狀(zhuàng),提出了很多具有針對性的問題,與演(yǎn)講者及(jí)進行了深度探討和交流。雖然一天的會議安(ān)排得很緊密(mì),但很多與會者(zhě)還表示意猶未盡。徐九華教授對研討會給予了(le)高度肯定(dìng),他表示:“出於航空航天領域的特殊性,很少(shǎo)有機會能把該領域如此多核心企業召集到一(yī)起,並找到共(gòng)性問題做集中解決。此次以難加工材料加工解決方案為主題的研討會,定位非常精準,為供應商和使用方(fāng)提供了一個對等的、定製的(de)交流平台,不僅解決實(shí)際加工(gōng)難(nán)題,還展示了航空(kōng)航天(tiān)製造領域未來的發展熱點和前(qián)景,有(yǒu)效促進了該領(lǐng)域產學研這一生態鏈的發展(zhǎn)。”
| 圖1. 國防(fáng)科技工業難加工材料加工技術研究應用(yòng)中心主(zhǔ)任徐九華教授 |
圖2. 南京航空航天大學機電學院李亮教授 | |
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| 圖3. 瓦爾特全球(qiú)能效中心航空航天行業經理Jim Dale先生 |
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圖4. 約翰內斯·海德漢博士(中國)有限公司技術總監張興全博士 |
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圖5. Delcam中國總部技術總監翟萬略先生 |
圖6. 恒輪機床資深專家顧海龍先生 |
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