航空制造技術(shù)不但是一個(gè)國(guó)家國(guó)防能力的重要保證，同時(shí)也是其工業(yè)制造技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的主要標(biāo)志之一。從20世紀(jì)90年代開始，我國(guó)逐漸成為世界飛機(jī)零部件的重要轉(zhuǎn)包生產(chǎn)國(guó)，波音、麥道、空客等世界著名飛機(jī)制造公司都在我國(guó)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)尾翼、機(jī)身、艙門和發(fā)動(dòng)機(jī)等各種零部件。目前國(guó)家又從戰(zhàn)略高度決定自主研制大型民用客機(jī)，即大飛機(jī)項(xiàng)目。這些飛機(jī)零部件的加工生產(chǎn)必須采用先進(jìn)的加工裝備和加工工藝。為此，國(guó)內(nèi)各飛機(jī)制造公司均進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)改造，引進(jìn)了大量國(guó)外先進(jìn)的加工裝備，使我國(guó)的飛機(jī)制造業(yè)設(shè)備的數(shù)控程度越來(lái)越高。與此同時(shí)，大量高速、高效、柔性、復(fù)合、環(huán)保的國(guó)外切削加工新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使切削加工技術(shù)發(fā)生了根本的變化。刀具在航空加工領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)入了以發(fā)展高速切削、開發(fā)新的切削工藝和加工方法、提供成套技術(shù)為特征的新階段。但我國(guó)的裝備制造業(yè)和以制造業(yè)為主要服務(wù)對(duì)象的傳統(tǒng)的工具工業(yè)目前還不能滿足航空航天工業(yè)對(duì)現(xiàn)代制造裝備和先進(jìn)加工工藝的要求。本文結(jié)合我國(guó)航空制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)要求，分析了我國(guó)刀具制造技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

航空制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)切削加工技術(shù)的要求

1 航空零件結(jié)構(gòu)和材料發(fā)展的新趨勢(shì)

　　（1）以整體件為代表的鋁合金結(jié)構(gòu)件。

　　在航空產(chǎn)品制造中，鋁合金切削加工量很大。首先，鋁合金構(gòu)件比重大。在一架高性能的戰(zhàn)斗機(jī)中，高強(qiáng)度鋁合金構(gòu)件占飛機(jī)整機(jī)重量的比例高達(dá)70%～80%。其次，材料去除率高。為了提高零件的可靠性和減輕重量，傳統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)逐步被整體薄壁的機(jī)加工結(jié)構(gòu)件所代替。這類零件多數(shù)采用整體實(shí)心鋁合金材料制成，70%～95%的材料要在加工中去除。如機(jī)身隔框毛坯是重達(dá)0.5t鋁合金鍛件，加工成薄壁整體結(jié)構(gòu)框架時(shí)，重量?jī)H有40kg左右。再次，薄壁、細(xì)筋結(jié)構(gòu)件多，不能承受較大切削力。

　　（2）以鈦基和鎳基合金零件為代表的難切削材料零件。

　　由于鈦（鎳）合金具有比強(qiáng)度高、熱強(qiáng)度好、化學(xué)活性大等特點(diǎn)，目前飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)重要部件采用鈦基和鎳基合金材料的逐漸增多。這類材料的加工特點(diǎn)是：切削力大、切削溫度高、加工硬化和粘刀現(xiàn)象嚴(yán)重、刀具易磨損。

（3）以碳纖維復(fù)合材料零件為代表的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件。

　　復(fù)合材料現(xiàn)已成為新一代飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)主要材料之一，如飛機(jī)上的大型整體成形的翼面壁板、帶縱墻的整體下翼面等。主要切削工藝是切長(zhǎng)邊和大量孔加工。

2 航空結(jié)構(gòu)件的切削加工技術(shù)要求及國(guó)產(chǎn)刀具應(yīng)用情況

　　從航空零件結(jié)構(gòu)和材料的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)可以看出，航空結(jié)構(gòu)件的切削加工技術(shù)主要包括針對(duì)鋁合金結(jié)構(gòu)件的高速切削加工技術(shù)和針對(duì)鈦（鎳）基合金等難加工材料的切削加工技術(shù)2個(gè)方面，而切削加工中的突出問題是提高生產(chǎn)效率、降低切削力和控制切削溫度。

　　（1）鋁合金高速切削加工技術(shù)。

　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)兩大航空集團(tuán)的飛機(jī)制造骨干企業(yè)均進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)改造，引進(jìn)的數(shù)控金切機(jī)床總數(shù)就已超過500臺(tái)，絕大多數(shù)是從歐洲、美國(guó)、日本進(jìn)口的高速加工機(jī)床，主軸轉(zhuǎn)速一般都在10000r/min以上，有的高達(dá)60000～100000r/min，切削速度達(dá)2000～5000m/min，加工進(jìn)給速度達(dá)2～20m/min，材料的去除率達(dá)到30～40kg/h，工作臺(tái)的加（減）速度達(dá)到1～10g。但由于高速加工的相關(guān)配套條件（如刀具技術(shù)、高速加工工藝技術(shù)）未能及時(shí)跟上，大多數(shù)設(shè)備在生產(chǎn)中的實(shí)際使用主軸轉(zhuǎn)速在10000r/min左右，未能充分發(fā)揮設(shè)備的效能。有的企業(yè)采用國(guó)產(chǎn)刀具僅能在6000r/min以下使用，15000r/min以上必須采用進(jìn)口刀具。

　　（2）難加工材料的切削加工技術(shù)。

　　航空動(dòng)力部門大量采用鎳基合金（如Inconel718）和鈦合金（如TiAl6V4）制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件。對(duì)于這些難加工材料，目前國(guó)內(nèi)的切削加工技術(shù)水平還比較低，僅少數(shù)企業(yè)開展了部分研究應(yīng)用，切削速度僅能達(dá)到80～100m/min，還沒有在生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用。

高速切削加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

　　（1）加工效率高，時(shí)間短。高速切削的材料去除率通常是常規(guī)的3～5倍，鋁合金切削速度可提高到100m/min以上，為常規(guī)切