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數(shù)控機(jī)床在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造的應(yīng)用論文
摘要：:航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件材料昂貴，難加工，精度要求高。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用可以大幅提高產(chǎn)品質(zhì)量，加大市場競爭力。研究了數(shù)控機(jī)床在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造上的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題，并對未來發(fā)展方向作出展望。
關(guān)鍵詞：:航空發(fā)動(dòng)機(jī);數(shù)控機(jī)床;智能工廠
作為飛機(jī)的心臟，航空發(fā)動(dòng)機(jī)在國防建設(shè)中占有著極其重要的地位。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要滿足高性能、高可靠性、易維護(hù)、成本低、壽命長、清潔環(huán)保等多方面要求，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也變得十分復(fù)雜，對加工過程的要求越來越高。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片具有復(fù)雜的彎扭掠形狀，渦輪葉片還需做成中空，并在葉片表面打孔以達(dá)到冷卻效果，為達(dá)到航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)性能要求，葉片的加工精度要求非常高;航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)到萬轉(zhuǎn)以上，盤軸承受著巨大的離心力，對發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性起著至關(guān)重要的作用，航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤軸件多采用鈦合金、高溫合金材料，難加工且尺寸精度要求高，若是整體葉盤，對數(shù)控技術(shù)的要求將更高。航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件難加工，高精度，零件種類多且復(fù)雜。在工業(yè)4．0的大背景下，加大數(shù)控機(jī)床在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造上的應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)。
1數(shù)控機(jī)床應(yīng)用現(xiàn)狀
1．1數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)
在第四次工業(yè)革命的大背景下，中國制造業(yè)正由傳統(tǒng)工廠轉(zhuǎn)型為現(xiàn)代化智能工廠，首先進(jìn)行的就是將傳統(tǒng)機(jī)床升級為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的采用使得生產(chǎn)線效率大大提升，產(chǎn)品精度得到改善，產(chǎn)品質(zhì)量愈加穩(wěn)定，大大提高了產(chǎn)品的市場競爭力。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢具體有以下四點(diǎn)。
1)高精度。普通數(shù)控機(jī)床加工精度在微米級，一些超精密數(shù)控機(jī)床甚至可以達(dá)到納米級，用來加工對精度要求較高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件，可以達(dá)到較高的產(chǎn)品合格率。
2)多道工序連續(xù)加工。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件十分復(fù)雜，往往需要多道工序連續(xù)加工。在傳統(tǒng)生產(chǎn)線上，一臺普通機(jī)床僅能完成一道工序，每一步還需經(jīng)過嚴(yán)格審查，人工重新找準(zhǔn)定位，工序周轉(zhuǎn)時(shí)間較長。但在數(shù)控機(jī)床上，只需定位一次，不同的工序僅更換刀具即可。
3)允許大切削量。數(shù)控機(jī)床是封閉式的，軸的轉(zhuǎn)速高，移動(dòng)速度快。航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣件尺寸大，切削量大，用數(shù)控機(jī)床加工可以大大提高生產(chǎn)效率。
4)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。只要程序不變，設(shè)備硬件設(shè)施不變，數(shù)控機(jī)床加工出的零件就幾乎沒有變化。數(shù)控機(jī)床的操作不存在人為誤差，只要設(shè)備調(diào)試完成，就可以保證一定的產(chǎn)品合格率。
1．2高端數(shù)控機(jī)床依賴進(jìn)口
第四次工業(yè)革命來臨之際，我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展迅速，但與國外發(fā)達(dá)國家相比，依然存在很大差距。具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。1)可靠性、加工精度較低。航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件所使用的材料價(jià)格高，難加工，同時(shí)精度要求高，進(jìn)口機(jī)床故障率低，能夠獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。2)國產(chǎn)機(jī)床關(guān)鍵功能原部件仍依賴進(jìn)口。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”，刀庫、主軸單元更是直接決定數(shù)控機(jī)床整體性能的核心部件。然而這些核心原部件仍需進(jìn)口，再由國產(chǎn)加工中心進(jìn)行整機(jī)組裝。3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理。產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系尚未形成，本土企業(yè)缺乏創(chuàng)新人才，使得目前市場上國產(chǎn)機(jī)床品種比較單一，無法滿足制造業(yè)大國的市場需求，大量數(shù)控機(jī)床需要從國外進(jìn)口。
2存在的問題
雖然數(shù)控機(jī)床具有無可比擬的優(yōu)勢，但由于其復(fù)雜性，也產(chǎn)生了一系列問題，具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。1)成本高。初期投入成本高，使用期間維護(hù)費(fèi)用、人力資源成本相比于傳統(tǒng)機(jī)床也大幅增加。2)對操作人員技術(shù)要求高。對于傳統(tǒng)機(jī)床，操作人員只需掌握基礎(chǔ)的機(jī)械加工知識。而數(shù)控機(jī)床的前期準(zhǔn)備工作較為復(fù)雜，操作人員需要進(jìn)行程序編制，同時(shí)數(shù)控機(jī)床自身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對維護(hù)人員的要求也比較高。3)在某些零件上無法體現(xiàn)優(yōu)勢。航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件多而復(fù)雜，各部件對于精度的要求也不一致。對于一些精度要求不高、工序步驟少的零件，可在傳統(tǒng)機(jī)床上快速找準(zhǔn)定位，經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員甚至可以達(dá)到數(shù)控機(jī)床的加工精度，而在數(shù)控機(jī)床上，還需要進(jìn)行復(fù)雜的前期程序編制工作。于是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)線上，采用數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床搭配工作的方式，優(yōu)勢互補(bǔ)，提高生產(chǎn)效率。
3未來展望
國內(nèi)數(shù)控機(jī)床市場需求巨大，卻大多數(shù)需要依賴進(jìn)口。國家現(xiàn)大力支持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，數(shù)控機(jī)床行業(yè)更應(yīng)把握良機(jī)，建立具有自主研發(fā)能力的民族企業(yè)，滿足日益增長的市場需求。數(shù)控機(jī)床未來發(fā)展主要表現(xiàn)為高精度、高速度、高可靠性、高柔性和智能化、網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)合化、綠色化。我國數(shù)控機(jī)床正向高精尖方向邁進(jìn)，具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方向。1)智能診斷。數(shù)控機(jī)床融合了電子、機(jī)械、材料等多個(gè)學(xué)科，易發(fā)生故障，故障診斷過程會花費(fèi)大量人力物力，且診斷耗時(shí)長，效率低。國內(nèi)外正大力開展智能故障診斷方面研究，已經(jīng)取得一系列成果，診斷系統(tǒng)將由集中式向分布式、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。2)綠色環(huán)保。隨著GDP的穩(wěn)步增長，中國經(jīng)濟(jì)向著又好又快的方向發(fā)展，綠色環(huán)保的概念深入人心�？蛇x擇綠色環(huán)保材料作為數(shù)控機(jī)床零件材料，發(fā)展模塊化數(shù)控機(jī)床，使得廢棄材料得以回收利用。3)基于物聯(lián)網(wǎng)的“無人工廠”。近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用十分火熱，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了物體之間的通信，這種高效的信息交換大大提高了生產(chǎn)效率。機(jī)械手的引進(jìn)能夠解放人力勞動(dòng)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)整合升級，打造一個(gè)現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化的“無人工廠”。
4結(jié)語
文章以航空發(fā)動(dòng)機(jī)為載體，對數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀加以分析。針對其成本高、功能不完善等劣勢，提出智能化、綠色化的未來展望，力求早日打破數(shù)控機(jī)床依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，響應(yīng)國家“兩機(jī)重大專項(xiàng)”，助力航空發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)。
參考文獻(xiàn):
�。�1］馬艷玲．航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件高效加工對機(jī)床工具的要求［J］．金屬加工(冷加工)，2011(3):19－23．
［2］唐克巖．我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望［J］．機(jī)床與液壓，2012，40(5):145－147．
�。�3］辛?xí)匀~，羅春紅，劉月紅，等．?dāng)?shù)控機(jī)床與普通機(jī)床性能比較分析［J］．新技術(shù)新工藝，2016(7):91－93．
作者：張睿琳 單位：西北工業(yè)大學(xué) 動(dòng)力與能源學(xué)院
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