钛合金细长孔的钻削工艺研究

针对小直径钛合金棒材钻削细长孔工艺上存在的问题,对钻削系统及钻头几何尺寸和钻削参数等进行了分析和改进,采用改进后的工艺进行实验得出,对TC4钛合金棒钻削φ4.5 mm×420mm的细长孔,先采用φ(4.2～4.3)mm硬质合金麻花钻,分别从工件两端相向钻通,最后用φ4.5 mm钻头单向扩孔.钻头前角0°～5°,后角6°～12°,副偏角6°,钻削时恰当使用中心架、跟刀架和冷却液.用新工艺钻削的细长孔Ra=1.6 μm～3.2 μm.     

刀具涂层和几何参数对钻削SiC/SiC的影响

为了研究SiC/SiC复合材料的加工性和在钻削过程中的切削力、刀具磨损和孔质量,使用整体硬质合金钻头和金刚石涂层的硬质合金钻头对SiC/SiC复合材料进行钻削试验,并设计正交试验对刀具的几何角度参数和钻削过程中的的切削力的关系进行分析,加工后观察刀具磨损和孔出口质量。结果表明:在低转速低进给条件下,金刚石涂层的硬质合金钻头适合加工SiC/SiC复合材料。在加工参数不变的条件下,对切削力影响最大的角度因素为螺旋角,其次是顶角,后角影响最小,并根据正交试验的结果得出一组最优刀具角度参数:顶角118°,螺旋角20°,后角16°。刀具的主要磨损形式是涂层脱落,孔出口缺陷的主要形式是毛刺和纤维拔出。     

C/SiC复合材料微孔的电镀金刚石钻头钻削加工

用金刚石基本颗粒尺寸分别为20～30,36～54和63～75μm,直径在0.280～0.440 mm范围的6种电镀金刚石钻头,钻削三维针刺毡基C/SiC复合材料微孔,测试6种钻头的最佳加工工艺参数,分析工艺参数及金刚石基本颗粒尺寸、钻头直径等对微孔加工质量、加工效率的影响。结果表明：在相同钻削速度条件下,进给速度越低时,加工的微孔质量越好;钻头电镀的金刚石磨粒基本颗粒尺寸越大,其钻削效率越高;在6种钻头中,直径为0.300 mm的基体上电镀63～75μm的磨粒,直径为0.200 mm的基体上电镀36～54μm的磨粒,能够获得更优的钻孔性能。     

钛合金高压封头斜向螺纹孔的加工

高压封头采用钛合金TC5材料,其结构复杂,工艺尺寸多,尤其4×M2.5mm斜向55°螺纹孔的加工,是该零件加工的关键点之一。通过设计并制造了专用工装,成功替代了日本精密坐标镗床。在实际生产中不断改进钻头与丝锥的切削角度,用国产钻头替代了昂贵的日本合金钻头,以及延长日本丝锥的使用寿命,提高加工效率,有效地解决了钛合金零件斜向55°的4×M2.5mm螺纹孔的加工精度问题,保证了该零件的批生产任务的顺利完成。介绍了适用于钛合金TC5材料,加工M2.5mm螺纹孔的钻头与丝锥的结构尺寸以及斜向55°钻模工装的设计与应用。     

钻尖结构对碳纤维复合材料制孔质量的影响

碳纤维复合材料在钻削加工中,容易产生毛刺、撕裂等缺陷。本文采用直径为6 mm的硬质合金钻头开展T300及T700碳纤维复合材料的钻削试验,研究钻头螺旋角、刃形和横刃结构对制孔质量的影响。研究结果表明:采用小进给量时,对孔出口质量影响程度最大的是刃型,而螺旋角和横刃的影响很小;采用大进给量时,对孔出口质量影响最大的是螺旋角,其次是刃型,横刃影响最小;直刃口钻头加工的孔出口质量明显优于凸刃口钻头;大螺旋角略优于小螺旋角;有无横刃的孔出口质量对比差异不显著。     

多层钎焊小孔钻高效排屑换热技术的研究

使用镍基合金焊料和高温真空钎焊技术,制作了Ф6 mm的金刚石薄壁钻头,进行了钻削对比试验。通过优化钻头基体外壁结构和在钻头内孔填充有机换热材料(石蜡)的方法,实现了无冷却液条件下钻削超硬工程陶瓷的高效排屑及换热。试验结果表明:侧面出现细长凹槽的钻头,能使钻屑及时高效的排除,钻头内部的固体石蜡可以阻止钻屑进入内孔,进一步增强侧面凹槽的排屑作用,同时石蜡的液化会带走大量的钻削热,起到瞬间高效的换热作用,能显著提高钻头的使用寿命。     

振动钻削对钛合金深小孔加工质量影响研究

钛合金深小孔钻削过程具有切削温度高、排屑困难以及加T质量差等问题,利用振动钻削可以改善切削性能的特点,采用这一非传统加工方法进行钛合金深小孔的钻削实验研究.根据振动钻削的运动学特点建立数学模型,理论阐述了振动钻削具有提升加工精度与降低出口毛刺的优势.以10 mm厚TC4钛合金板为实验材料,选用直径2 mm的硬质合金钻头...     

细长锥孔零件精密加工工艺方法

锥型滤波小孔零件是神光-Ⅲ空间滤波器中重要的滤波元件,其加工质量直接影响主激光的滤波效果.该零件为精密细长锥孔结构,孔径与孔深比达1:25、小端口径小于φ2mm、同轴度要求小于φ0.005mm、光洁度小于Ra0.2 μm.文章基于延伸和复用基准减小误差的加工思路、采用慢走丝切割锥孔的工艺方法,优化工艺路线、装夹方法和工艺参数,实现零件同轴度优于φ0.004mm、光洁度优于Ra0.1 μm.该工艺方法加工质量稳定、生产效率高,满足该重大光学工程项目对精密锥孔类零件多规格、小批量的应用需求.     

夹层结构复合材料钻削试验研究

选用φ12mm高速钢麻花钻,在干切削条件下对夹层结构复合材料进行单因素钻削试验,研究钻削参数的变化对钻削轴向力的影响规律以及出口垫板对分层的影响;选用聚晶金刚石钻头,通过与高速钢麻花钻比较,研究横刃对轴向力以及分层的影响。结果表明:小进给量情况下,选择横刃小的钻头进行钻削,可以提高孔出口的加工质量。     

增减材复合加工TC4高精度孔试验对比研究

目的 提升增材制造钛合金孔的表面精度和质量。方法 在一定的切削速度下,通过改变进给速度,对比分析经选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形的试样采用直接钻削和成形预制孔后再钻削的加工方式后,试样的表面质量、尺寸精度和切削力信号等的变化情况。结果 SLM成形原始孔的实际尺寸普遍小于理论尺寸,主要原因是其存在塌陷区域和粉末黏附区。采用进给速度20 mm/min并配合SLM成孔后再加工的方式,得到的孔结构的加工质量表现相对最好,毛刺相对最少,尺寸误差最低达到了22 μm,且轴向切削力整体最低,最大切削力下降了约29%,平均切削力下降了约61%。经增材制造成形再进行钻削加工后,其整体切削力显著低于对增材板件直接钻削的切削力,且前者切削力的波动相较于后者更大,并具有一定的周期性。经SLM成孔后,再采用钻削加工后,刀具更加耐破损,但是其耐磨损性较差,主要原因是刀具与残留在原始孔周围的金属粉末相互摩擦,加剧了刀具的磨损。SLM成孔后再钻削加工方式会产生离散的粒状和节状切屑,且其尺寸普遍较小,宽度为30 μm左右,切屑可以被有效排出,减少了积热;在直接加工方式下主要为带状切屑,切屑连续且尺寸较大,宽度为300 μm左右,这不利于切屑的排出,导致刀具排屑困难、积热严重。结论 增减材复合加工TC4钛合金可以获得高精度孔,且其尺寸误差最低为22 μm。