- 4月 15, 2025
与地面移动相比，飞行更加困难和复杂，因为它涉及在地球大气层内移动。无论飞机类型如何，商业航空、国防还是太空航空，人们都会考虑不同飞机部件的耐用性和有效性。
生产具有高精度复杂几何形状的飞机部件需要专业知识和技能。换句话说，生产航空航天工业的部件不允许人为错误。
什么是航空航天CNC加工？
航空航天CNC加工涉及使用计算机辅助工具和组件来生产和维护飞机和太空部件。这是一种计算机自动化的制造方法，使用预先编程的代码和软件移动切削工具。
尽管许多行业都使用CNC来制造零件和产品，但航空航天工业是最精密的行业之一，不允许任何误差。此外，无论生产数量如何，制造商都能使用CNC机床实现相同的成果，无论是单件还是数千个零件。
航空航天加工中使用哪些材料？
航空航天CNC加工是一种适应性强的工艺。然而，并非所有金属和塑料都适合制造航空航天部件。以下是航空航天加工零件中使用的材料。
铝和铝合金
铝是加工航空航天部件最常用的金属之一，主要是因为其高抗拉强度和轻质。此外，铝具有很好的成形性，这使得它易于CNC数控加工。
航空航天工业中用于CNC加工的最受欢迎的铝合金是7075铝合金，其主要合金成分是锌。它具有良好的抗疲劳强度，该材料已用于生产多个机翼、机身和支撑结构部件。
飞机用铝合金4047（包覆/填充剂）、6951（散热片）和6063（结构件）也可加工。因此，6000系列的合金通常被认为比其他合金更容易加工。
钛和钛合金
航空航天是全球使用钛合金最多的行业。该金属在高温下工作良好，耐腐蚀，且具有良好的强度重量比。
商用和军用飞机如空客A380和波音B787，以及F-22、F/A-18和UH-60“黑鹰”直升机等，其不同部件都需要大量使用这种材料。由钛制成的机身和喷气发动机部件包括圆盘、叶片、轴和外壳。
CNC加工钛合金可能更加困难，因为它比铝更硬，常常导致刀具磨损和热量积聚，从而可能导致工件报废。
工程塑料
由于其极轻的重量、优异的抗冲击和振动性、密封能力和耐化学性，某些工程塑料是金属的有价值替代品。此外，与金属相比，它们提供更好的电绝缘性，非常适合手板CNC加工。PEEK、聚碳酸酯和Ultem是用于航空航天加工的高性能聚合物。
航空航天工程塑料可通过CNC加工制成飞机部件，如客舱内饰、托盘桌、耐磨垫、扶手、背光仪表板、阀门组件、外壳、管道和绝缘材料。
并非所有工程塑料都适合用于航空航天CNC加工，因为飞机用聚合物必须符合特定的标准。
使用CNC加工航空航天部件的优势
由于其众多优势，CNC加工非常适合制造飞机部件。其优势包括：
制造轻质零部件
在飞行技术领域，重量是一个至关重要的因素。CNC加工可以使用坚固但轻质的材料创建薄壁结构和部件，以满足这一需求。这使得它非常适合在航空航天工业中用于制造零件和部件。
最小的零件误差
使用传统/常规制造方法制造的零件容易因人为因素导致的尺寸误差而失效。然而，使用精密CNC加工，这种情况几乎不会发生，因为这种制造工艺确保航空航天部件符合严格的尺寸、公差和性能标准，确保高性能的同时防止零件失效。
高精度和精确性
精确性是CNC加工的标志，因为它能生产出高精度和一致性的零件。CNC机床的精度可达几微米，误差幅度极小。在航空航天工业中使用CNC加工可确保生产的零件与飞机部件精确配合，从而防止一般零件失效以及由此产生的财产损失。
一致性和效率
在航空航天工业中使用CNC加工可提高制造效率。该过程自动化，提高了生产速度并缩短了时间，同时确保生产的零件精确且一致。凭借这种精确性和一致性，浪费极少，且生产的零件很少因尺寸不准确而需要返工。
航空航天CNC加工工艺
航空航天工业对具有极高精度的零件需求很高，因此需要CNC精密加工。由于大多数零件具有复杂的设计和几何形状，CNC机床类型有多种，航空航天工业采用两种主要的CNC机床操作。
精密CNC铣削
这是一种多轴加工过程，涉及使用铣床生产零件。用于此生产的机床沿传统的X、Y和Z线性轴以及A和B旋转轴移动，从而允许创建复杂的形状和几何结构。
虽然在加工航空航天部件时可以使用3轴或4轴CNC铣床，但最好使用5轴CNC铣床，因为它们可以在一次操作中对工件的最多5个方向进行加工。这有助于制造商减少误差和交货时间。此外，5轴CNC机床中使用的切削工具以高速旋转，确保零件的精度和精确性。
精密CNC车削
CNC精密车削是一个详细而复杂的过程，用于创建具有圆柱形形状的航空航天部件。同样重要的是要注意，该过程非常精确，因为计算机控制工具的速度和位置以及所使用的材料。
CNC精密车削生产航空航天部件，如螺钉、螺母、螺纹、连接销、紧固件和轴。
航空航天CNC加工零件的典型表面处理
尽管航空航天CNC加工零件有多种表面处理可供选择，但并非所有都适合用于飞机部件。在选择各种表面处理时，该行业只要使用以下四种类型。
阳极氧化
这种表面处理类型涉及将航空航天部件浸入电解质溶液中，从而在部件表面形成均匀的氧化层。航空航天部件上使用两种类型的阳极氧化：II型和III型。
II型阳极氧化在部件表面形成装饰层，该层通常很薄。另一方面，III型阳极氧化在部件表面形成更具保护性的硬质涂层。
铝的阳极氧化作为一种后处理可保护航空航天部件免受腐蚀并提高耐腐蚀性。
钝化
钝化是航空航天CNC加工中常用的后处理方法，用于提高产品的功能性和表面质量。CNC加工后，部件表面可能包含杂质，这可能会随着时间的推移对部件性能产生负面影响。然而，通过钝化，这将不成为问题，因为该过程提高了航空航天部件的耐腐蚀性并减少了维护需求。
抛光
抛光是用于航空航天部件的常用表面处理之一。这是一个简单的过程，利用摩擦的原理使表面平滑。该过程使航空航天部件留下光滑、有吸引力的表面光洁度。
此外，抛光可以提高航空航天材料的耐用性，它通过降低剥落或开裂的可能性来做到这一点。缺点是抛光航空航天部件需要很长时间且成本高昂。
粉末涂层
金属航空航天部件最典型的表面处理是粉末涂层，其名声源于其功能多样性和耐用性。粉末涂层的航空航天部件耐刮擦，且不会随时间褪色。
此外，这种表面处理提供多种颜色，为航空航天部件制造商提供更大的灵活性并改善美观性。
加工航空航天部件时需要注意的技巧
加工航空航天CNC零部件是一项艰巨的任务，以下是在CNC加工之前需要记住的一些技巧。
运行模拟
在实际生产航空航天部件之前，利用CNC加工模拟软件确保从头到尾一切完美。通过模拟软件，您可以在投入生产之前可视化航空航天部件的加工情况。
使用正确的机床和切削工具
CNC机床和切削工具有很多种，但并非所有都适合加工航空航天部件。这就是为什么为这项工作配备合适的工具和机床是最好的选择。通常最好使用专为这项任务制造的大型高速铣床来增加设备的规模。
将生产分解为专业部件
将产品视为一个整体可能会使其看起来令人生畏，因此最好将生产线分开。根据产品的特性和组件，将生产系统分解为专业部件。这有助于简化航空航天部件的生产，因为您可以选择适合手头任务的设备。
致力于适当的设计
设计阶段是最重要的产品开发步骤之一。为加工进行适当的设计可以节省工件准备所需的时间，提高生产率和可靠性。
航空航天CNC加工的应用
航空航天领域对CNC加工有多种用途，其中最受欢迎的应用如下。
- 电气连接器：CNC加工有助于生产飞机的电气系统，这是至关重要的部件。生产飞机的电气系统通常依赖于其重量和空间限制。
- 阀门组件：这些小型部件在航空航天领域有广泛的应用，而CNC加工的阀门保证了零件的精度和有效、安全的操作。
- 制氧组件：CNC加工有助于生产坚固、耐高温、轻质、安全的制氧系统。
- 轴：在航空应用中，轴在动力传输中起着关键作用。CNC加工增强了由耐热材料制成的坚固物品的生产。
航空航天CNC加工的其他应用包括客舱部件、翼肋、机身部件、致动器、运动控制、发动机外壳、起落架部件、圆盘和过滤器主体。
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常见问题
航空航天CNC加工部件是否有特殊的表面光洁度要求？
是的，在一定程度上，CNC加工可以实现非常严格的公差，从而实现航空航天应用中经常需要的各种表面质量。
在CNC加工航空航天部件时，精度是否重要？
生产航空航天部件的一个重要方面是精密加工，该行业对CNC加工飞机部件有很高的生产标准和更严格的安全法规。
