简述我国航空工业发展现状与未来趋势

【编者按】搭乘飞机出行已成商旅人士和人们日常生活不可或缺的一环。特别是个人旅行的重要性一直在不断增长。基于此，飞机制造商，例如空客公司，预计未来20年国际航空业需要大约28,000架新客机才能满足这种增长需求。机床企业当然也将受益于这样的市场环境。

近10多年来，国内航空发动机制造企业通过型号技改、转包生产等方式引进了大批先进技术和工艺设备。随着航空材料科学的不断进步，新型航空难加工材料不断涌现及材料性能的不断提高，机械加工变得越来越困难。过去由于没有很好地应用高效和高性能的切削刀具，使这些先进的制造技术得不到充分应用。

为了提高航空动力机械切削加工的生产效率，促进航空发动机整体制造技术提升，增强市场竞争力，近年来，国内航空发动机制造企业非常重视先进切削刀具的推广与应用工作，并逐渐认识到可转位刀具及高效、高性能切削刀具与传统刀具相比，有明显的优越性。推广可转位刀具及高效、高性能切削刀具，是形势发展的需要，势在必行，是解决航空发动机生产效率由半停滞状态取得突破性和长足发展的有效途径。
航空难加工材料切削加工特点

　航空发动机典型零部件大多采用钛合金、高温合金等难加工材料，不但强度、硬度高，且韧性和延伸率大，导热性差，加工表面的加工硬化大，切削性能差。航空零部件是在高温、高压、高转速的恶劣环境下工作，每一种新产品的开发都意味着零件功能、结构、材料的重大变更，也是对切削加工提出的开发任务。航空典型零件中的盘类零件趋向薄壁。为保证盘类件在高转速下平衡，主要表面的尺寸精度、位置精度、形状误差、表面粗糙度等要求较高。各类型轴，结构上一般都是空心轴，内表面根据等强度条件设计有台阶孔，内外表面同轴度很高，壁薄。机匣（见图1）中难加工材料的广泛应用以及机匣结构的复杂、材料去除量大、精度及表面质量要求高，加工周期较长，这些因素都需要切削加工技术不断提升。

航空难加工材料切削加工特点：

　　（1）切削力大，切削温度高

　　难切削材料大都具有高的硬度和强度，原子密度和结合力大，抗断裂性和持久塑性高，在切削过程中切削力大。多数难切削材料，不仅具有较高的常温硬度和强度，而且具有高温硬度和高温强度，因此在切削过程中，消耗的切削变形功率大，材料本身的导热系数小，切削区集中了大量的切削热，形成很高的切削温度。

　　（2）加工硬化倾向大

　　一部分难切削材料，由于塑性、韧性高，强化系数高，在切削过程中的切削力和切削热的作用下，产生很大的塑性变形，造成加工硬化。

　　（3）刀具磨损大

　　加工难加工材料时的切削力大，切削温度高，刀具与切屑之间的摩擦加剧，刀具材料与工件材料产生亲和作用，材料硬质点的存在和严重的加工硬化现象的产生，使刀具在切削过程中产生磨损，丧失切削的能力。

　　（4）切屑难控制

　　材料的强度高，塑性和韧性大，切削时的切屑呈带状的缠绕屑，既不安全，又影响切削过程的顺利进行。由于难切削材料特有的性能和切削特点，切屑控制是一个普遍存在的问题，只有通过采用可靠断屑措施，才能顺利地进行切削。

寻找空中飞行的高技术

加工技术在整个航空航天生产过程中占据着基础性地位。而如前文所说，航空航天业制造商是对加工设备供应商要求最苛刻的客户群之一。几乎所有发动机和机身零件都需要加工。而其它零件如果不经过车削、铣削和钻削加工也无法实现其功能。此外，航空航天业的集约化生产方式、创新的发动机结构设计和新材料和高效材料的应用都对机床行业提出更高要求。其核心是经济地加工钛合金和镍合金、铝合金或先进复合材料。
 
由此，我们可以得出对加工技术的直接要求，其中最重要的是多任务机床的完整加工发展趋势更强烈，例如一次装夹完成车削、铣削、钻削和磨削加工。不仅如此，用户还希望将金属切削过程形成一个完整的（可自动化）项目，它包括加工前的编程和仿真以及加工中的测量循环和机内监测技术，最大限度提高加工可靠性和稳定性。当然，所有这些金属切削过程都需要满足不断提高的精度和复杂性要求。DMG / MORI SEIKI作为世界领先的高端机床生产商，其激光加工技术和超声加工技术已在航空航天生产中获得成功应用。

（国际金属加工网：吕梦然）

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