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航天铝合金薄壁零件高效加工战略

来源:http://www.modafinilrguide.com 责任编辑:ag88环亚娱乐旗舰厅 更新日期:2018-09-05 11:07 字体:
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现在,我国航天产品现已逐步步入高密度发射时期,各类航天产品的制作需求量逐年递加,航天铝合金薄壁迫使航天制作企业产能有必要大幅进步。

  

航天典型零件现在最常选用的是高强度铝合金资料(例如2A12),归于易切削塑性资料,强度和硬度较低,熔点低,导热性好,抗拉强度低。高强度铝合金虽具有杰出的可切削性,但因为航天产品结构件具有形状结构杂乱、资料去除量大、薄壁易变形等特色,且对零件加工精度、质量及加工功率等各方面具有更高的要求,因而,一直以来航天制作业也继续进行高强铝合金的高效切削加工研讨。高效加工是以高速加工技能和切削工艺优化相结合的新工艺,是处理航天杂乱全体结构件的关键技能。高效加工技能的特征是加工进程中的高资料去除率和短的单件加工时刻,并通过切削参数优化,确保加工精度和外表质量。

  

高效加工计划

  

1 加工体系优化

  

高速高效加工比较一般加工对整个加工体系具有更高的要求。在航天全体结构件数控铣削加工进程中,要确保零件加工质量和加工精度,进步加工进程的资料去除率,首要有必要针对由机床-刀具-工件及其相互间接口(刀柄和夹具)组成的切削加工体系进行体系优化,确保高速切削进程中整个体系的安稳牢靠。

  

1.1 机床

  

高速切削加工对机床的要求首要包含以下方面:

  

(1)机床结构要有优秀的静、动态特性和热态特性;

  

(2)主轴单元能够供给高转速、大功率、大扭矩;

  

(3)进给单元能够供给大进给速度。

  

必要时,可通过对切削加工体系进行模态剖析实验,获取铣削加工体系动态性能参数,为求解铣削加工动力学模型和猜测加工安稳性供给相应的根底数据。

  

1.2 刀柄

  

关于高速加工刀具与刀柄选用,首要应考虑运用的安全性,否则会损坏机床主轴,乃至发作安全事故。高速切削加工对刀具和刀柄的选用要求首要包含以下方面。

  

(1)刀具的许用速度有必要大于等于实践加工速度。

  

(2)高速加工刀具和刀柄有必要满意动平衡和径向跳动的要求,一般应到达G6.3或G2.5以上要求。

  

经动平衡测验(见图1),液压刀柄和刀具、零件高效加工战略强力动平衡式刀柄和刀具能够到达G2.5的动平衡精度要求,而绷簧夹头式刀柄和刀具能到达G6.3的动平衡精度要求,但达不到G2.5的动平衡精度要求。

  

在分别对强力动平衡式刀柄、绷簧夹头刀柄、柄液压式刀柄进行最大径向位移跳动丈量(见图2)时发现,强力动平衡式刀柄具有最小径向跳动(见图3)。

  


 

  

图1 刀柄和刀具的动平衡检测

  


 

  

图2 径向位移跳动丈量现场图

  


 

  

图3 不同刀具、不同转速下的最大径向位移跳动量

  

从径向位移跳动丈量实验中能够看出,在刀具转速为20000r/min的条件下,选用了动平衡质量精度到达G2.5等级的强力刀具与刀柄。通过径向位移跳动检测,当机床主轴转速到达20000r/min时,刀具的最大径向位移跳动量为10.95~12.05μm,满意高速精细加工中刀具径向跳动量要求。

  

(3)在高速加工中要求刀柄具有更高的夹持力。

  

图4给出了HSK系列中常用的液压刀柄、强力刀柄和热缩刀柄能到达的最大扭矩比照,从图中能够看出,若选用一般的绷簧夹头ER32所能到达的最大扭矩仅为196N·m,选用液压刀柄HYDRO32所能到达的最大扭矩为441N·m,选用热缩刀柄所能到达的最大扭矩为784N·m,与强力刀柄MAXIN20所能到达的最大扭矩相同。

  


 

  

图4 不同夹紧方法最大扭矩比照

  

综上所述,强力动平衡刀柄具有高动平衡精度、小径向跳动,适宜用于高速高精加工。别的,选用热缩刀柄亦能取得较高的动平衡精度,较低的刀柄分量,以及较高的刀具夹持力。

  

1.3 装夹体系

  

高效加工专用工装不但要确保高速切削时有用夹紧定位,一起还应考虑便利完成快速定位夹紧,其规划关键首要包含以下几个方面。

  

(1)工装与工件的定位触摸面积尽可能大,一起在工件上挑选尽可能大的平面(或曲面)作为定位面,并进步该定位面的加工精度要求,航空全体结构件高效高精度加工要...!确保工件定位面与夹具基准面天然、严密贴合,增大触摸刚度。

  

(2)对刚性较差的薄壁零件常选用过定位方法定位,特别是在刚性单薄处要加支撑,以进步工件的工艺刚度。

  

(3)在确保牢靠夹紧的前提下,选用尽可能小的、均布的夹紧力,恰当添加夹紧点的数目和增大夹紧力的效果面积。在零件刚性好的方向施加夹紧力,而且效果于刚性好的外表上。

  

现在制作业遍及选用的装夹夹具首要有机械式、液压可调式、真空吸附式、无油离心式空气压缩机组投标布告,气压式等。相较于传统手动机械装夹夹具,液压、真空吸附和气动夹具具有可完成自动化、装夹功率高、夹紧力可控等特色,更适宜高效加工。

  

真空吸附夹具夹紧力较小(其单位压力不超越一个大气压,即小于105Pa),但散布均匀,适用于夹紧任何具有较润滑外表的物体,特别是非金属类不适宜夹取的弱刚性大型薄壳工件的精车、磨削、抛光等小余量去除加工。但真空吸附夹具对与夹具触摸的工件外表粗糙度及概括尺度要求较高。

  

液压可调夹具,能完成夹紧原件姿势、状况的实时可调可控,可确保刀具切削轨道的连续性;此外,还能够改动或替换夹具的部分组件来改动夹具结构,以习惯不同零件的加工装夹要求,具有更广泛的适用性。

  

气压夹具能够完成液压夹具功用,并到达足够大的压紧力,与液压夹具不同的是,国内阀门出产规范已达国际规范 ...,气压夹具选用空气压力作为动力源。

  

2 加工工艺改善

  

粗加工的首要意图是去除资料,为精加工留适宜的余量,因而粗加工一般不需求考虑工件的尺度精度、外表质量以及变形问题,只需机床的功率答应,能够从多方面进步出产功率。

  

零件的精加工与粗加工有必定差异,在精加工中需求充分考虑装夹、走刀、工艺参数对零件内部应力的影响以及切削时切削力、切削热对零件结构的影响,操控变形,防止因为功率进步引起变形,形成零件精度及外表质量损坏。

  


 

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