Trong những năm gần đây, ngành hàng không vũ trụ toàn cầu đã đạt được những thành tựu đáng kể, không thể tách rời sự hỗ trợ quan trọng của công nghệ gia công CNCM. Là một phương pháp gia công hiệu quả và có độ chính xác cao, công nghệ CNCM ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, mang đến sự đảm bảo chắc chắn cho việc cải thiện hiệu suất của thiết bị hàng không vũ trụ.

Theo các tổ chức nghiên cứu thị trường quốc tế, quy mô thị trường hàng không vũ trụ toàn cầu sẽ duy trì mức tăng trưởng ổn định trong thập kỷ tới và dự kiến ​​sẽ đạt khoảng 200 tỷ USD vào năm 2028. Tại Trung Quốc, quy mô của thị trường hàng không vũ trụ cũng đang tiếp tục mở rộng và dự kiến ​​sẽ đạt khoảng 250 tỷ nhân dân tệ vào năm 2026. Trong bối cảnh này, việc ứng dụng công nghệ gia công CNCM trong ngành hàng không vũ trụ là đặc biệt quan trọng.

Điều này được hiểu rằng công nghệ gia công CNC trong lĩnh vực hàng không vũ trụ có thể tạo ra các bộ phận chính xác, chính xác, phức tạp như động cơ máy bay, cánh tuabin, các bộ phận kết cấu máy bay, v.v. Các thành phần này cần phải có độ chính xác và ổn định cao để đảm bảo an toàn và hiệu suất cho tàu vũ trụ vũ trụ. Theo dữ liệu liên quan, thị trường phụ tùng hàng không vũ trụ toàn cầu dự kiến ​​​​sẽ đạt khoảng 12 tỷ USD vào năm 2026.

Ngoài ra, hiệu quả cao của công nghệ gia công CNC trong lĩnh vực hàng không vũ trụ cũng đã được sử dụng rộng rãi. Trong quá trình lắp ráp các tàu vũ trụ lớn như máy bay và tên lửa, công nghệ gia công CNC có thể đạt được tốc độ sản xuất nhanh chóng, hàng loạt và nâng cao hiệu quả sản xuất. Theo thống kê, quy mô thị trường lắp ráp hàng không vũ trụ toàn cầu dự kiến ​​sẽ đạt khoảng 60 tỷ USD vào năm 2026.

Về mặt vật liệu, khả năng tương thích của công nghệ gia công CNC trong lĩnh vực hàng không vũ trụ đã được thể hiện đầy đủ. Với ứng dụng ngày càng tăng của các vật liệu mới trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, chẳng hạn như vật liệu composite sợi carbon, hợp kim titan, v.v., công nghệ gia công CNC có thể thực hiện việc xử lý hiệu quả các vật liệu này để đảm bảo hiệu suất và chất lượng của các bộ phận. Theo thống kê, quy mô thị trường vật liệu hàng không vũ trụ toàn cầu dự kiến ​​sẽ đạt khoảng 35 tỷ USD vào năm 2026.

Điều đáng nói là công nghệ gia công CNC còn hỗ trợ sản xuất các bộ phận tùy chỉnh trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Điều này có ý nghĩa rất lớn đối với việc chế tạo tàu vũ trụ trong các tình huống đặc biệt. Theo thống kê, quy mô thị trường phụ tùng tùy chỉnh hàng không vũ trụ toàn cầu dự kiến ​​​​sẽ đạt khoảng 2,5 tỷ USD vào năm 2026.

Tóm lại, việc ứng dụng công nghệ gia công CNCM trong ngành hàng không vũ trụ mang lại sự đảm bảo chắc chắn cho việc cải thiện hiệu suất của thiết bị hàng không vũ trụ. Trong bối cảnh ngành hàng không vũ trụ của Trung Quốc phát triển nhanh chóng, tầm quan trọng của công nghệ gia công CNC là hiển nhiên. Với sự mở rộng không ngừng của thị trường hàng không vũ trụ, triển vọng ứng dụng công nghệ gia công CNC trong ngành hàng không vũ trụ sẽ rộng hơn. Chúng tôi có lý do để tin rằng công nghệ gia công CNC sẽ tiếp tục hỗ trợ sự thịnh vượng của ngành hàng không vũ trụ.

Trong lĩnh vực gia công, sau các phương pháp xử lý gia công CNC và phân chia các quy trình, nội dung chính của lộ trình xử lý là sắp xếp hợp lý các phương pháp xử lý và trình tự xử lý này. Nhìn chung, gia công CNC các bộ phận cơ khí bao gồm cắt, xử lý nhiệt và các quá trình phụ trợ như xử lý bề mặt, làm sạch và kiểm tra. Trình tự của các quy trình này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, hiệu quả sản xuất và giá thành của các bộ phận. Do đó, khi thiết kế các tuyến gia công CNC, thứ tự cắt, xử lý nhiệt và các quá trình phụ trợ phải được sắp xếp hợp lý và giải quyết được vấn đề kết nối giữa chúng.

Ngoài các bước cơ bản nêu trên, các yếu tố như lựa chọn vật liệu, thiết kế đồ gá và lựa chọn thiết bị cần được xem xét khi phát triển lộ trình gia công CNC. Lựa chọn vật liệu liên quan trực tiếp đến hiệu suất cuối cùng của các bộ phận, các vật liệu khác nhau có các yêu cầu khác nhau về thông số cắt; Thiết kế đồ gá sẽ ảnh hưởng đến độ ổn định và độ chính xác của các bộ phận trong quá trình gia công; Việc lựa chọn thiết bị cần xác định loại máy công cụ phù hợp với nhu cầu sản xuất của mình theo đặc tính của sản phẩm.

1, phương pháp xử lý các bộ phận máy móc chính xác phải được xác định theo đặc điểm của bề mặt. Trên cơ sở làm quen với đặc điểm của các phương pháp xử lý khác nhau, nắm vững nền kinh tế xử lý và độ nhám bề mặt, phương pháp có thể đảm bảo chất lượng xử lý, hiệu quả sản xuất và tính kinh tế được lựa chọn.

2, chọn tham chiếu định vị bản vẽ thích hợp, theo nguyên tắc lựa chọn tham chiếu thô và mịn để xác định tham chiếu định vị của từng quy trình một cách hợp lý.

3 , Khi xây dựng lộ trình quá trình gia công của các bộ phận, cần phân chia các giai đoạn thô, bán mịn và hoàn thiện của các bộ phận trên cơ sở phân tích các bộ phận, và xác định mức độ tập trung và phân tán của quá trình và sắp xếp hợp lý trình tự xử lý các bề mặt. Đối với các bộ phận phức tạp, trước tiên có thể xem xét một số sơ đồ và chọn sơ đồ xử lý hợp lý nhất sau khi so sánh và phân tích.

4, xác định mức trợ cấp xử lý, quy mô và dung sai của từng quy trình.

5, chọn máy công cụ và công nhân, kẹp, số lượng, dụng cụ cắt. Việc lựa chọn thiết bị cơ khí không chỉ cần đảm bảo chất lượng gia công mà còn tiết kiệm và hợp lý. Trong điều kiện sản xuất hàng loạt, nói chung nên sử dụng máy công cụ thông thường và đồ gá lắp đặc biệt.

6, Xác định các yêu cầu kỹ thuật và phương pháp kiểm tra của từng quy trình chính. Việc xác định số lượng cắt và hạn ngạch thời gian của mỗi quy trình thường do người vận hành quyết định đối với một nhà máy sản xuất hàng loạt nhỏ. Nó thường không được chỉ định trong thẻ quy trình gia công. Tuy nhiên, ở các nhà máy sản xuất hàng loạt, mẻ vừa, để đảm bảo tính hợp lý trong sản xuất, cân bằng nhịp độ thì yêu cầu phải xác định rõ lượng cắt, không được thay đổi theo ý muốn.

Đầu tiên thô và sau đó tốt

Độ chính xác gia công dần được cải thiện theo thứ tự tiện thô - tiện bán tinh - tiện tinh. Máy tiện thô có thể loại bỏ hầu hết lượng dư gia công của bề mặt phôi trong thời gian ngắn, do đó làm tăng tốc độ loại bỏ kim loại và đáp ứng yêu cầu về tính đồng nhất của lượng dư. Nếu lượng dư còn lại sau khi tiện thô không đáp ứng yêu cầu hoàn thiện thì phải bố trí xe bán tinh để hoàn thiện. Chiếc xe tốt cần đảm bảo rằng đường viền của bộ phận được cắt theo kích thước bản vẽ để đảm bảo độ chính xác khi xử lý.

Tiếp cận trước rồi mới đến xa

Trong trường hợp bình thường, các bộ phận ở gần dụng cụ phải được xử lý trước, sau đó phải xử lý các bộ phận ở xa dụng cụ này để rút ngắn khoảng cách di chuyển của dụng cụ và giảm thời gian di chuyển trống. Trong quá trình tiện, việc duy trì độ cứng của phôi hoặc bán thành phẩm và cải thiện điều kiện cắt của nó sẽ có lợi.

Nguyên tắc giao nhau trong và ngoài

Đối với các bộ phận cần gia công cả bề mặt bên trong (khoang bên trong) và bề mặt bên ngoài, khi sắp xếp trình tự xử lý, bề mặt bên trong và bên ngoài phải được làm nhám trước, sau đó mới hoàn thiện bề mặt bên trong và bên ngoài. Không được là một phần bề mặt của bộ phận (bề mặt bên ngoài hoặc bề mặt bên trong) sau khi xử lý, sau đó xử lý các bề mặt khác (bề mặt bên trong hoặc bề mặt bên ngoài).

Nguyên tắc cơ bản đầu tiên

Nên ưu tiên cho bề mặt được sử dụng làm tham chiếu hoàn thiện. Điều này là do bề mặt của tham chiếu định vị càng chính xác thì sai số kẹp càng nhỏ. Ví dụ, khi gia công các bộ phận của trục, lỗ trung tâm thường được gia công trước, sau đó bề mặt ngoài và mặt cuối được gia công với lỗ trung tâm làm cơ sở chính xác.

Nguyên tắc thứ nhất và thứ hai

Bề mặt làm việc chính và bề mặt đế lắp ráp của các bộ phận phải được xử lý trước tiên để sớm phát hiện ra các khuyết tật hiện đại trên bề mặt chính trong chỗ trống. Bề mặt thứ cấp có thể được đặt xen kẽ, đặt trên bề mặt gia công chính ở một mức độ nhất định trước khi hoàn thiện lần cuối.

Nguyên lý mặt trước lỗ

Kích thước đường viền mặt phẳng của các bộ phận hộp và khung lớn và mặt phẳng thường được xử lý trước, sau đó lỗ và các kích thước khác được xử lý. Sự sắp xếp trình tự xử lý này, một mặt với việc định vị mặt phẳng được xử lý, ổn định và đáng tin cậy; Mặt khác, dễ dàng xử lý lỗ trên mặt phẳng gia công và có thể cải thiện độ chính xác xử lý của lỗ, đặc biệt khi khoan, trục của lỗ không dễ bị lệch.

Khi phát triển quy trình gia công chi tiết, cần lựa chọn phương pháp gia công, thiết bị máy công cụ, dụng cụ đo kẹp, phôi và yêu cầu kỹ thuật đối với công nhân phù hợp theo loại hình sản xuất chi tiết.

Sự thành công hay thất bại của các hoạt động hàng không vũ trụ phụ thuộc vào độ chính xác, chính xác và chất lượng của các bộ phận được sử dụng. Vì lý do này, các công ty hàng không vũ trụ sử dụng các kỹ thuật và quy trình sản xuất tiên tiến để đảm bảo rằng các bộ phận của họ đáp ứng đầy đủ nhu cầu của họ. Trong khi các phương pháp sản xuất mới như in 3D đang nhanh chóng trở nên phổ biến trong ngành thì các phương pháp sản xuất truyền thống như gia công tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các bộ phận và sản phẩm cho các ứng dụng hàng không vũ trụ. Chẳng hạn như các chương trình CAM tốt hơn, các công cụ máy dành riêng cho ứng dụng, vật liệu và lớp phủ nâng cao cũng như khả năng kiểm soát chip và giảm rung được cải tiến - đã thay đổi đáng kể cách các công ty hàng không vũ trụ sản xuất các bộ phận quan trọng của hàng không vũ trụ. Tuy nhiên, chỉ trang bị hiện đại thôi là chưa đủ. Các nhà sản xuất phải có chuyên môn để vượt qua những thách thức xử lý vật liệu của ngành hàng không vũ trụ.

Việc sản xuất các bộ phận hàng không vũ trụ trước tiên đòi hỏi những yêu cầu vật liệu cụ thể. Những bộ phận này thường yêu cầu độ bền cao, mật độ thấp, độ ổn định nhiệt cao và khả năng chống ăn mòn để xử lý các điều kiện vận hành khắc nghiệt.

Các vật liệu hàng không vũ trụ phổ biến bao gồm:

1. Hợp kim nhôm cường độ cao

Hợp kim nhôm có độ bền cao lý tưởng cho các bộ phận kết cấu máy bay vì trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn và dễ gia công. Ví dụ, hợp kim nhôm 7075 được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận hàng không vũ trụ.

2. hợp kim titan

Hợp kim titan có tỷ lệ độ bền và trọng lượng tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận động cơ máy bay, các bộ phận thân máy bay và ốc vít.

3. siêu hợp kim

Siêu hợp kim duy trì độ bền và độ ổn định ở nhiệt độ cao và thích hợp cho vòi phun động cơ, cánh tuabin và các bộ phận nhiệt độ cao khác.

4. Vật liệu tổng hợp

Vật liệu tổng hợp sợi carbon hoạt động tốt trong việc giảm trọng lượng kết cấu, tăng độ bền và giảm ăn mòn và thường được sử dụng trong sản xuất vỏ cho các bộ phận hàng không vũ trụ và các thành phần tàu vũ trụ.

Lập kế hoạch và thiết kế quy trình

Lập kế hoạch và thiết kế quy trình là cần thiết trước khi xử lý. Ở giai đoạn này, cần xác định sơ đồ xử lý tổng thể theo yêu cầu thiết kế của các bộ phận và đặc tính vật liệu. Điều này bao gồm việc xác định quá trình xử lý, lựa chọn thiết bị máy công cụ, lựa chọn công cụ, v.v. Đồng thời, cần thực hiện thiết kế quy trình chi tiết, bao gồm việc xác định biên dạng cắt, độ sâu cắt, tốc độ cắt và các thông số khác.

Quá trình chuẩn bị và cắt nguyên liệu

Trong quá trình xử lý các bộ phận hàng không vũ trụ, việc đầu tiên cần chuẩn bị nguyên liệu làm việc. Thông thường, vật liệu được sử dụng trong các bộ phận hàng không bao gồm thép hợp kim cường độ cao, thép không gỉ, hợp kim nhôm, v.v. Sau khi chuẩn bị nguyên liệu xong thì bắt đầu quá trình cắt.

Bước này liên quan đến việc lựa chọn các máy công cụ, chẳng hạn như máy công cụ CNC, máy tiện, máy phay, v.v., cũng như việc lựa chọn các công cụ cắt. Quá trình cắt cần kiểm soát chặt chẽ tốc độ cấp liệu, tốc độ cắt, độ sâu cắt và các thông số khác của dụng cụ để đảm bảo độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt của các bộ phận.

Quá trình gia công chính xác

Các linh kiện hàng không vũ trụ thường có yêu cầu rất cao về kích thước cũng như chất lượng bề mặt nên việc gia công chính xác là khâu không thể thiếu. Ở giai đoạn này, có thể cần phải sử dụng các quy trình có độ chính xác cao như mài và EDM. Mục tiêu của quy trình gia công chính xác là cải thiện hơn nữa độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt của các bộ phận, đảm bảo độ tin cậy và ổn định của chúng trong lĩnh vực hàng không.

Xử lý nhiệt

Một số bộ phận hàng không vũ trụ có thể yêu cầu xử lý nhiệt sau khi gia công chính xác. Quá trình xử lý nhiệt có thể cải thiện độ cứng, độ bền và khả năng chống ăn mòn của các bộ phận. Điều này bao gồm các phương pháp xử lý nhiệt như làm nguội và ủ, được lựa chọn theo yêu cầu cụ thể của các bộ phận.

Lớp phủ bề mặt

Để cải thiện khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn của các bộ phận hàng không, thường cần có lớp phủ bề mặt. Vật liệu phủ có thể bao gồm cacbua xi măng, lớp phủ gốm, v.v. Lớp phủ bề mặt không chỉ có thể cải thiện hiệu suất của các bộ phận mà còn kéo dài tuổi thọ của chúng.

Lắp ráp và thử nghiệm

Thực hiện lắp ráp và kiểm tra các bộ phận. Ở giai đoạn này, các bộ phận cần được lắp ráp theo đúng yêu cầu thiết kế để đảm bảo độ chính xác khớp giữa các bộ phận khác nhau. Đồng thời, cần phải kiểm tra nghiêm ngặt, bao gồm kiểm tra kích thước, kiểm tra chất lượng bề mặt, kiểm tra thành phần vật liệu, v.v. để đảm bảo các bộ phận đáp ứng tiêu chuẩn ngành hàng không.

Kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt: Yêu cầu kiểm soát chất lượng của các bộ phận hàng không rất nghiêm ngặt, cần phải kiểm tra và kiểm soát nghiêm ngặt ở từng giai đoạn xử lý các bộ phận hàng không để đảm bảo chất lượng của các bộ phận đáp ứng tiêu chuẩn.

Yêu cầu độ chính xác cao: Các thành phần hàng không vũ trụ thường yêu cầu độ chính xác rất cao, bao gồm độ chính xác về kích thước, độ chính xác về hình dạng và chất lượng bề mặt. Vì vậy, trong quá trình gia công cần sử dụng các máy công cụ và máy công cụ có độ chính xác cao để đảm bảo các bộ phận đáp ứng yêu cầu thiết kế.

Thiết kế kết cấu phức tạp: Các bộ phận hàng không thường có cấu trúc phức tạp và cần sử dụng máy công cụ CNC đa trục và các thiết bị khác để đáp ứng nhu cầu xử lý các cấu trúc phức tạp.

Chịu nhiệt độ cao và độ bền cao: Các bộ phận hàng không thường làm việc trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao và áp suất cao, do đó cần phải chọn vật liệu có khả năng chịu nhiệt độ cao, độ bền cao và thực hiện quy trình xử lý nhiệt tương ứng.

Nhìn chung, xử lý các bộ phận hàng không vũ trụ là một quy trình đòi hỏi độ chính xác, cường độ công nghệ cao, đòi hỏi quy trình vận hành nghiêm ngặt và thiết bị xử lý tiên tiến để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của các bộ phận cuối cùng có thể đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của ngành hàng không.

Việc xử lý các bộ phận hàng không vũ trụ là một thách thức, chủ yếu ở các lĩnh vực sau:

Hình học phức tạp

Các bộ phận hàng không vũ trụ thường có hình học phức tạp đòi hỏi gia công có độ chính xác cao để đáp ứng yêu cầu thiết kế.

Gia công siêu hợp kim

Việc xử lý siêu hợp kim rất khó khăn và đòi hỏi các công cụ và quy trình đặc biệt để xử lý các vật liệu cứng này.

Các bộ phận lớn

Các bộ phận của tàu vũ trụ thường rất lớn, đòi hỏi phải có máy công cụ CNC lớn và thiết bị xử lý đặc biệt.

Kiểm soát chất lượng

Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ cực kỳ khắt khe về chất lượng bộ phận và yêu cầu kiểm tra và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt để đảm bảo rằng mọi bộ phận đều đáp ứng các tiêu chuẩn.

Trong xử lý các bộ phận hàng không vũ trụ, độ chính xác và độ tin cậy là chìa khóa. Sự hiểu biết sâu sắc và kiểm soát tốt các vật liệu, quy trình, độ chính xác và những khó khăn trong gia công là chìa khóa để sản xuất các bộ phận hàng không vũ trụ chất lượng cao.