?在航空航天領(lǐng)域，對性能與安全性的追求從未停歇。航空發(fā)動機作為飛機的 “心臟”，其部件的制造精度直接影響飛行安全與動力效率。航空發(fā)動機葉片榫頭，作為連接葉片與發(fā)動機盤的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，肩負傳遞氣動載荷與離心力的重任，對尺寸公差、表面完整性和疲勞強度要求近乎苛刻，加工精度需控制在微米甚至亞微米級別。隨著航空發(fā)動機朝著高推重比、長壽命方向發(fā)展，榫頭結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，傳統(tǒng)依賴經(jīng)驗參數(shù)或單一維度力監(jiān)測的加工方式，已難以滿足高精度、高可靠性的生產(chǎn)需求。鑫精誠六維力傳感器與五軸聯(lián)動加工中心的深度協(xié)同，為航空發(fā)動機葉片榫頭加工工藝帶來了**性突破。

一、傳統(tǒng)加工方式的困境

傳統(tǒng)航空發(fā)動機葉片榫頭加工過程中，五軸聯(lián)動加工中心的主軸帶動銑刀進行切削作業(yè)，通常*依靠單一的切削力傳感器監(jiān)測軸向切削力。然而：

•材料與結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)：榫頭材料多為鈦合金、鎳基高溫合金等高硬度、難加工材料，且榫頭輪廓包含復(fù)雜的曲面、齒形結(jié)構(gòu)。

•受力復(fù)雜：加工時刀具不僅承受軸向力，還會產(chǎn)生徑向力、切向力以及繞各軸的扭矩。

•加工問題頻發(fā)：在缺乏多維力感知的情況下，即便加工中心嚴格執(zhí)行預(yù)設(shè)程序，也極易出現(xiàn)榫頭尺寸超差、齒形誤差、表面粗糙度不合格等問題。刀具異常磨損、崩刃現(xiàn)象頻發(fā)，導(dǎo)致加工效率低下、廢品率居高不下，嚴重制約航空發(fā)動機的生產(chǎn)周期與制造成本。

二、鑫精誠六維力傳感器的技術(shù)賦能

鑫精誠六維力傳感器的應(yīng)用，為五軸聯(lián)動加工中心賦予了 “靈敏觸覺” 與 “智慧大腦”。

•精細感知：傳感器通過精密集成于刀柄與主軸接口處，能夠?qū)崟r、精細地捕捉榫頭加工過程中產(chǎn)生的三維力（軸向力、徑向力、切向力）與三維力矩（繞 X、Y、Z 軸扭矩）變化。

•高速傳輸：當加工中心啟動榫頭銑削程序，傳感器以高達 5kHz 的采樣頻率，將刀具與工件接觸瞬間的細微受力變化，轉(zhuǎn)化為高精度電信號并快速傳輸至機床控制系統(tǒng)。

三、加工過程的智能優(yōu)化

在實際加工過程中，五軸聯(lián)動加工中心依據(jù)傳感器反饋的實時六維力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)切削參數(shù)的動態(tài)優(yōu)化：

•異常預(yù)警與處理：當檢測到徑向力異常增大，預(yù)示可能出現(xiàn)刀具顫振或工件材料局部硬化，系統(tǒng)立即降低進給速度，同時調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速與刀具路徑，有效避免刀具損壞。

•精細尺寸控制：若監(jiān)測到某一方向扭矩突變，表明切削深度不均或刀具受力不均，機床自動修正切削姿態(tài)，確保榫頭尺寸精度。

•策略調(diào)整：面對榫頭復(fù)雜曲面加工時切削力的動態(tài)變化，傳感器通過多維度力數(shù)據(jù)分析，輔助加工中心采用 “變參數(shù)自適應(yīng)切削” 策略，在保證加工效率的同時，提升表面加工質(zhì)量。

•安全保護：一旦出現(xiàn)刀具磨損超限、切削振動等異常情況，傳感器瞬間觸發(fā)機床急停保護機制，防止廢品產(chǎn)生與設(shè)備損壞。

四、技術(shù)性能

依托創(chuàng)新的應(yīng)變片陣列布局與彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計，鑫精誠六維力傳感器具備性能：

•高精度測量：擁有 ±0.3% FS 的超高測量精度。

•精細調(diào)控：基于這些精確數(shù)據(jù)，加工中心實現(xiàn)了切削參數(shù)的亞微米級精細調(diào)控

五、智能化生產(chǎn)體系構(gòu)建

在智能化榫頭加工生產(chǎn)線上，鑫精誠六維力傳感器與五軸聯(lián)動加工中心構(gòu)建起全閉環(huán)智能加工體系：

•數(shù)據(jù)校準：每批次加工前，傳感器自動執(zhí)行溫度補償與零點校準程序，確保數(shù)據(jù)采集的準確性與一致性。

•實時評估：加工過程中，實時生成的六維力數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)工藝參數(shù)進行動態(tài)比對，系統(tǒng)通過 AI 算法對切削狀態(tài)進行實時健康度評估與故障預(yù)測。

•柔性換型：當切換不同型號葉片榫頭生產(chǎn)時，加工中心可根據(jù)傳感器反饋的工件裝夾應(yīng)力分布與材料特性，自動調(diào)用比較好切削參數(shù)組，實現(xiàn)快速柔性換型。

•壽命預(yù)測：傳感器持續(xù)分析力值變化趨勢，刀具壽命，將刀具更換時機誤差控制在 ±3 分鐘內(nèi)，大幅提升生產(chǎn)線的連續(xù)運行效率與加工穩(wěn)定性。

六、實際應(yīng)用成效

多家航空發(fā)動機制造企業(yè)引入該技術(shù)后，航空發(fā)動機葉片榫頭加工工藝實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍：

•質(zhì)量提升：榫頭尺寸超差導(dǎo)致的廢品率從傳統(tǒng)工藝的 4.5% 驟降至 0.8% 以下，榫頭表面質(zhì)量與疲勞強度提升，有效增強了航空發(fā)動機的可靠性與使用壽命，用戶端關(guān)于葉片連接失效的故障反饋量下降 60%。

•效率提高：刀具使用壽命延長 2 倍以上，單件加工時間縮短 30%。

•人力優(yōu)化：生產(chǎn)線智能化水平的提升，大幅降低了對高技能操作人員的依賴，顯著提高了航空發(fā)動機部件的生產(chǎn)效率與質(zhì)量穩(wěn)定性。

隨著航空航天技術(shù)向更高性能、更低能耗方向發(fā)展，對航空發(fā)動機葉片榫頭加工精度與效率的要求將持續(xù)攀升。鑫精誠六維力傳感器未來將與數(shù)字孿生、人工智能等前沿技術(shù)深度融合，通過構(gòu)建虛擬加工仿真模型，實現(xiàn)切削工藝參數(shù)的智能預(yù)優(yōu)化；結(jié)合 5G 技術(shù)實現(xiàn)力數(shù)據(jù)的實時遠程監(jiān)控與云端分析，推動航空發(fā)動機制造向全流程智能化、無人化方向邁進，持續(xù)為航空航天工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展注入強勁動力。