镍基合金螺旋铣孔加工质量研究

进行了GH4169镍基合金螺旋铣孔加工的正交试验及后续检测,研究了加工质量(尺寸精度、表面质量),并以此探究采用螺旋铣孔工艺替代常规钻孔加工镍基高温合金的可行性。试验及检测结果表明:螺旋铣孔工艺制孔的入口质量良好,无毛刺,但出口处质量稍差,出现了较明显的毛刺;在合理的参数选取范围内,制孔的孔径偏差和圆度偏差能够满足航空工业的要求;孔壁最大表面粗糙度Ra为0. 345μm,远低于常规钻孔的孔壁表面粗糙度,达到了精加工的水平;孔壁表面层出现了一定程度的加工硬化(硬化程度为118. 8%-125. 1%),但并没有出现热软化现象;孔壁表面残余应力表现为压应力(应力范围-902. 0MPa～-396. 3MPa),有利于提高孔的疲劳寿命。因此,螺旋铣孔工艺能够提高镍基高温合金制孔的加工质量,在加工镍基合金时替代常规钻孔工艺是可行的。     

钛合金螺旋铣孔工艺参数对孔加工质量的影响

现代飞机制造业中钛合金使用日益广泛,而螺旋铣孔是飞机制造装配中大孔径连接孔加工的一种新工艺方法。对于钛合金的大孔加工,螺旋铣孔制孔质量显著高于钻孔。实验研究了每齿轴向进给量、每齿切向进给量、切削速度与偏距四个参数对于钛合金螺旋铣孔质量的影响。实验结果表明:每齿轴向进给量与切削速度是出口毛刺高度的主要影响因素;孔径偏差的主要影响因素是每齿切向进给量与每齿轴向进给量;每齿切向进给量与每齿轴向进给量的增加会导致切削表面残余高度增加,从而造成螺旋铣孔孔壁表面粗糙度随着而上升;偏距增加会保证足够的排屑空间,从而避免孔壁划伤,对于提高孔壁质量有利。通过优化选择工艺参数,可以满足飞机制孔工艺质量的要求。     

碳纤维复合材料螺旋铣孔工艺研究

碳纤维复合材料(CFRP)因高比强度、耐腐蚀性等优异的材料属性广泛应用于航空航天等高科技领域,但是在钻孔过程中极易产生分层和毛刺等加工缺陷。针对这一问题,本研究应用螺旋铣孔工艺对CFRP材料进行孔加工,探究两种切削条件(常温干式和低温冷却)下的制孔质量,得到加工条件对切削力、分层缺陷和表面形貌的影响规律。研究结果表明,在低温冷却切削条件下,切削力相对较大,但分层因子相对较低,加工出的孔更规则,所以低温冷却切削条件能获得更好的制孔质量。     

碳纤维复合材料螺旋铣孔刀具磨损研究

碳纤维复合材料传统钻孔时轴向力较大,容易产生毛刺、撕裂以及分层等加工缺陷。作为一种新型制孔工艺,螺旋铣孔能有效地减小轴向力,从而改善加工质量。在螺旋铣孔过程中,铣刀底刃和侧刃均参与材料的切除,因此,其磨损形式也与传统钻削时的钻头不尽相同。通过碳纤维复合材料螺旋铣孔试验,观察铣刀底刃、侧刃和刀尖的磨损情况,并分析它们对轴向力、孔径和出口质量的影响。结果表明,由于切削环境和材料切除量的差异,铣刀底刃和刀尖的磨损要比侧刃严重得多;螺旋铣孔下孔的直径主要与铣刀侧刃的磨损情况有关;铣刀底刃的磨损会直接导致轴向力的增大,从而间接影响孔的加工质量。     

钛合金螺旋铣孔与传统钻孔的加工质量对比

对钛合金进行了螺旋铣孔与传统钻孔试验,研究了两种孔的加工质量及影响因素。结果表明:钛合金螺旋铣孔的质量相对较高,表面粗糙度相对较小;对于螺旋铣孔工艺,轴向每转进给量是影响孔表面粗糙度的主要因素,切向每齿进给量是影响孔圆度的主要因素,螺旋铣孔参数对孔径的影响不大;对于传统钻孔工艺,轴向每转进给量是影响孔表面粗糙度、圆度和孔径的主要因素。     

螺旋铣孔技术的原理及其应用

螺旋铣孔技术相对于传统钻孔技术具有很大的优势,在航空制造业中得到了应用。本文在对比了传统钻孔与螺旋铣孔特点的基础上,分析了螺旋铣孔的切削过程与切屑形成机理,并在钛合金的孔加工中得到验证。试验结果表明,螺旋铣孔加工钛合金时,切向力与法向力随着每齿轴向进给量的增加而增大,随着每齿切向进给量的增加而减小;由于不同的切屑流向而形成2种不同的切屑,并与切屑形成的机理相吻合。     

数控简易铣齿装置上加工螺旋锥齿轮的变性半展成法

在普通数控铣床上增加1套简易的附加铣齿装置，使之成为简易的数控磨床，实现一机多用。为了验证理论推导和数值计算结果，还在XK5040数控铣床上进行了数控加工实验。     

飞机壁板柔性装配螺旋铣孔单元的研制

针对现代飞机壁板高效精密制孔的需求,研制了一种新型的螺旋铣孔单元。首先,通过对国内外现有机身自动制孔系统的技术分析,并结合壁板装配制孔的作业特点,引入一种新兴的制孔技术—螺旋铣孔。其次,对螺旋铣孔运动进行功能分解,展开了螺旋铣孔单元的模块化设计,确定了偏心调节模块的传动方案,设计了铣刀结构与装夹方式。最后,基于螺旋铣孔单元样机,对航空铝合金和碳纤维复合材料进行了切削试验,结果表明铣孔质量基本满足飞机装配的精度要求。样机的成功研制,对提升我国飞机柔性装配整体水平具有重要的现实意义。     

飞机壁板柔性装配螺旋铣孔单元的研制

针对现代飞机壁板高效精密制孔的需求,研制一种面向大型航空组件柔性装配的新型螺旋铣孔单元。首先,通过对国内外现有机身自动制孔系统的技术分析,并结合壁板装配制孔的作业特点,引入一种新兴的制孔技术——螺旋铣孔。其次,对螺旋铣孔运动进行功能分解,展开了螺旋铣孔单元的模块化设计,确定了偏心调节模块的传动方案,设计了铣刀结构与装夹方式。最后,基于螺旋铣孔单元样机,对航空铝合金和碳纤维复合材料进行了切削试验,结果表明铣孔质量基本满足飞机装配的精度要求。     

先进的螺旋锥齿轮弧齿加工工艺的探讨

主要介绍国际上先进的、典型的螺旋锥齿轮切齿加工工艺,并对多种加工工艺进行了比较,还对与切齿工艺相匹配的螺旋锥齿轮热处理后加工工艺作出了说明。     

TC4钛合金螺旋铣孔工艺孔壁表面完整性研究

研究了螺旋铣孔工艺参数(主轴转速、每齿切向进给以及螺距)对TC4钛合金孔壁表面完整性的影响规律。通过开展TC4钛合金螺旋铣孔加工正交试验并利用粗糙度仪、显微硬度计、X射线应力仪、金相显微镜等测量分析了螺旋铣孔工艺对表面粗糙度、显微硬度分布、表面层残余应力分布以及显微组织变化的影响。结果表明:孔壁最大表面粗糙度Ra 0.431μm,能很好满足航天工业对制孔粗糙度的要求;适当孔壁硬化(硬化程度为129%~141%)提高了耐磨性;表面层残余应力均为压应力,有利于提高孔的疲劳性能;由于散热良好和机械载荷小,孔壁表层并没有出现"白层"现象;因此,螺旋铣孔工艺能大大改善钛合金制孔表面完整性。     

T800级碳纤维复合材料螺旋铣磨制孔工艺研究

碳纤维复合材料由于具备强度高、各向异性、层间强度低等特点,加工时易产生毛刺、分层等损伤,是典型的难加工材料.本文针对碳纤维复合材料制孔出入口处易损伤的问题,对金刚石磨头端面进行锥角过渡改进设计,并采用螺旋铣磨工艺,探索T800级碳纤维复合材料轻量化低损伤加工方法,通过正交试验设计研究了刀具结构和工艺参数对制孔质量的影响...     

铣开连杆大头孔的加工方法

铣开连杆大头孔的加工方法丹东５１８内燃机配件总厂姚广鹰，安云集，赵礼成，刘忠杰我厂加工制造的直连杆，其铣开连杆大头孔的工序安排在卧式铣床上加工，由于产量的增加，原工序的工装设备满足不了生产线的需要，为此我们设计了一个带有两个输出轴，可以同时铣开两根连...     

一种崭新的螺孔加工工艺—螺孔钻铣法

国外这几年发展了一种崭新的螺孔加工法。它使用一只特制的动力头,集钻、铰、攻丝、沉割、倒角于一身,其效率之高、质量之好,目击者无不叹为观止。但碍于西方国家的技术保密,我们无从了解这种动力头的原理和构造。本文作者偕同几位机床工具行家,根据一幅模糊不清的立体解剖图(本文图3),通过分析、研究,绘出了这种动力头的结构示意图,可以说是“破译”了这项技术的“密码”。我们希望有关生、研单位能在这个基础上继续研究,设计制造出这种动力头,在我国推广应用这项新技术,为提高我国机械工艺水平作出贡献。     

大直径、薄轮辐螺旋锥齿轮铣齿工装的设计应用

设计了大直径、薄轮辐、高硬度螺旋锥齿轮铣齿工装,解决了铣齿时的工件颤动及刀具损坏问题。     

CFRP/Ti叠层材料超声辅助螺旋铣孔的轴向力研究

针对CFRP/Ti叠层材料在一体化制孔过程中轴向力过大而引起的分层损伤和出口毛刺等制孔问题,从降低叠层制孔轴向力的角度出发,采用螺旋铣孔的方式,结合超声辅助加工技术应用于CFRP/Ti叠层材料叠层制孔。设计系列加工试验,对比研究了有无超声辅助条件下叠层材料螺旋铣孔的轴向力,以及主轴转速、螺距、切向每齿进给量、偏心距和振幅对轴向力的影响规律,并初步得到工艺参数优化结论。结果表明,在超声辅助条件下CFRP/Ti叠层材料螺旋铣孔的轴向力明显减小。其他工艺参数对轴向力的影响程度大小顺序为偏心距>螺距>切向每齿进给量>振幅>主轴转速。     

基于有限元仿真的碳纤维复合材料螺旋铣孔研究

碳纤维复合材料传统钻孔过程中,常常出现毛刺、撕裂、分层等缺陷,螺旋铣孔作为一种新的制孔工艺,能有效减少制孔过程中出现的问题。基于ABAQUS有限元软件分别建立碳纤维复合材料螺旋铣孔和传统钻孔的三维模型,并且从轴向力和加工质量两方面进行了对比和研究。结果表明,无论是切削轴向力还是加工质量,螺旋铣孔的效果都比传统钻孔好。     

基于车铣复合的高温合金加工工艺研究

随着制造业的飞速发展,使作为难加工材料之一的高温合金应用在航空发动机上成为可能,但由于其强度高、硬度高、加工硬化程度严重,导热率低,切削区域的切削力和切削温度高等特点,导致了其加工效率低,表面质量差,加工成本高等难题,本文基于车铣复合加工,从切削参数的确定以及刀具的选择等方面对镍基高温合金GH4169的加工工艺进行研究,以期为其高效高质量的加工提供参考依据。     

基于ABAQUS的钛合金螺旋铣孔仿真及试验验证

为了提高螺旋铣孔的制孔质量,需要预测加工过程中的切削力大小规律。通过ABAUQS/Explicit求解器模块对螺旋铣孔进行试验验证,分析并建立了钛合金螺旋铣孔仿真中的一系列模型,提出综合位移分离法和能量分离法来定义材料的分离属性。针对螺旋铣孔的特殊运动路径,运用连接器与边界载荷条件协同模拟实现。通过仿真模拟得出螺旋铣孔加工中切削力的变化规律,同时分析了最大应力应变的属性和分布特点。