飞机起落架关键零件的数控加工初探

飞机起落架关键零件的数控加工初探

张旻

关键词：飞机起落架；关键零件；数控加工

引言：随着我国科学技术的不断进步，各个行业的生产方式都发生相应的变化，计算机的使用范围也逐渐变广，数控加工技术的出现为我国的航空制造业提供了新的加工方式，在保证生产质量的同时提高了我国航空制造业的生产效率，帮助我国的航空制造业实现了进一步发展，本文就由此出发分析了数控加工技术在我国飞机起落架关键零件制造中的具体应用。

一、选择加工的定位基准

飞机起落架中的关键零件包括轮轴、扭力臂、内筒、外筒等内容，这些材料大部分是使用具有较高强度的铝合金钢以及合金钢制成的，部件的外部形状较为复杂，对于尺寸的和位置的精度具有较高的要求。为此，对零件的组成结构进行仔细全面的研究分析，并再次基础上选择合适的施工技术是设计工艺中最为重要的步骤。在飞机起落架的关键零件中，外筒是其中最为重要的主体结构和受力结构，它的主要外形特点就是带插头接耳、孔深、筒形，主要使用的加工方法是深孔加工、铣削加工。在对起落架进行铣削加工时，由于起落架的外形较为复杂，其中的组成零件较大，因此通常会使用夹具拼装，从而使实际的基准能够满足制造的标准要求。零件在加工过程中发生变形问题的主要原因就是拼装夹具没有达到标准的刚性要求，但同时切削力又比较大而形成的。在固定装夹定位时，也是以断面精度、位置精度和平面精度为依据进行安装工作的。在实施工艺上一直使用的是外园直径定位和孔定位技术，在保证定位精度的同时还避免了定位的重合问题，从而达到气密性的相关要求。

二、加工坐标系

加工数控机床的过程是由程序来进行操作的，因此加工坐标系的使用和确定具有十分重要的作用。参考IS0841的相关标准，数控机床的坐标系所使用的坐标基准是笛卡尔坐标。和主轴方向平行的数控车床就是纵向Z轴，和主轴方向保持垂直度角度的就是横向X轴，远离刀具的方向就是正向。数控车床中包含三个坐标系，分别是工件坐标系、编程坐标系和机械坐标系。原点在机械坐标系中就是相关生产厂家在进行机床制造时所使用的坐标系固定原点，也可以叫做机械零点。这是在调试、安装机床时就已经被确定的，也是加工机床的基本点。在实际使用过程中，机械坐标系的确定是根据参考点来决定的，在启动机床系统后，返回参考点，就建立完成了机械坐标系。一旦建立完成机械坐标系，只要没有将电源切断，坐标系也不会发生变化。编程坐标系顾名思义也就是在编写程序时所用的坐标系，一般情况下都会将工件轴和Z轴进行重合，在工件端面上设置X轴。加工机床时所用就是工件坐标系，这个坐标系和编程坐标系应该保持一致的状态。而操作中的关键步骤就是保证加工坐标系和编程坐标系的一致性。

三、相关参数和刀具的选择

随着科技的不断发展，数控切削加工技术也已经发展为以高精度和高效率为目标的快速加工阶段，现在切削技术的发展主流就是高速切削技术，这种技术包括大进给切削、高速干切削、高速硬切削、高速软切削等，而刀具的选择就成为刀具使用性能和刀具评价的主要指标。为了促进数控加工生产效率、产品质量和数控设备的使用效率，需要科学选择数控刀具。尤其是现代数控加工中的自动化生产，生产过程的可靠性和稳定性是促进相关系统设备发挥高效率生产能力的关键内容。因此在选择刀具时要充分考虑刀具的耐用度和磨损性能是否符合相关要求。据实际调查显示，航空制造业中所使用的刀具成本和汽车制造行业相比，具有1500的差距。因此要想提高制造效率要选择合适的刀具。飞机起落架的关键零件都是由具备较高强度的合金钢和铝合金钢等材料制成的，一般在产品完成热处理后就会进行精加工或是半精加工，材料在经过热处理后，它的硬度值会达到37-42度，HRC甚至会达到52-54，因此在数控加工中对于刀具会有很高的要求。

四、编制数控程序

数控编程是数控机床加工起落架关键零件时需要最先进行的步骤，就是为零件编制相关的加工程序，随后才能正式进行加工工作。编制程序就是按照一定的组成顺序，根据数控机床相关的程序格式和指令代码，将刀具的位移方向、刀具的位移量、工艺参数、工艺过程以及冷却、加紧、换刀等辅助工作编制成一个固定的加工顺序，在把编制好的程序添加进控制磁盘之中，随后将其输入到数控装置里，从而实现对数控机床加工秩序的有效控制。随着CAM/CAD技术的出现，将自动编程的数控语言也加入其中。比如我国航空软件中心曾经从法国引进来的CAD大型应用软件CATIA,这里面就包括了自动编程数控模块，可以同时编程二到五个坐标，在编程过程中还可以对已经建立完成的图形文件进行随意的调用，或是根据制造的实际需要重新建立图形文件，随后在选择刀具，对起到点进行定义，设计加工方式和走刀路线等内容[1]。

五、测量与检查

在检查使用零件的空间尺寸时，需要使用专门的测量工具和专业的检测夹具，至于在测量常规尺寸时，要使用精密的测量工具[2]。同时通过安装精度、刀架和刀具的制造、精确制造工件以及夹具的精确制造来提高刀架和刀具的精度、工件定位的精度以及夹具的精度，从而将相关误差进行合理的控制，保证其符合图纸设计的要求。对于起落架的验收工作和扩散加工也要制定统一标准，从而提高不同厂家生产产品的可靠性和交互性。

结语：综上所述，飞机起落架的关键零件较为复杂，在实际制造中会产生许多问题，而数控加工技术的出现在提高关键零件生产质量的同时还缩短了制造的周期，数字加工技术的出现有效改进了我国的飞机制造技术有助于我国航空制造业的进一步发展。

参考文献：

[1]齐延男,张旭.飞机起落架外筒零件的机械加工[J].信息记录材料,2018,19(05):224-226.

[2]姚光生.飞机起落架关键零件强度分析及结构优化[D].中北大学,2014.