目前,航天航空行業發展迅速,對材料性能要求高越來越高,進而使得鈦合金、高溫合金及復合材料等難加工材料應用越來越廣泛;如鈦合金主要應用在整體葉盤、發動機框架、風扇機匣、葉輪及起落架等零部件;高溫合金主要應用在軸、盤軸、渦輪盤、燃燒套管、ISO S孔等方面;復合材料主要應用在中央翼盒、垂直尾翼及機翼等方面。
航天航天零部件特征
1、內部結構復雜,如深內凹腔,其刀具異形,懸伸長,加工時易引起振動,排屑困難,在編制加工程序時需要充分考慮刀具與工件之間的安全間隙,還有鴿尾形葉根槽及其他可達性很差的凹槽等;
2、薄壁結構,在選擇刀具時需要充分考慮切削力對工件變形程度的影響;
3、尺寸精度要求高。
航空發動機鋁合金零部件加工變形原因
1、在鋁合金毛坯料的制造過程中在毛坯料中積存的殘余應力;在鋁合金的鍛造過程中,由于工作各部分的不均勻熱膨脹冷縮以及金相組織轉變時所產生的體積變化將會使得毛坯料內部積存有大量的殘余應力,這些應力對鋁合金加工所產生的影響隨著鋁合金零部件的結構復雜度和壁厚越薄表現的越明顯不均勻。
2、冷校直工藝所帶來的殘余應力,在鋁合金零部件的冷校直過程中,由于校直補分為受到相當大的壓力的作用,從而使得鋁合金零部件內產生一定的塑性變形,但是當撤去校直外你后鋁合金零部件處于自動狀態時這些塑性變形應力將會在鋁合金零部件內部積存為殘余應力。
3、鋁合金零部件機械加工過程中所產生的殘余應力,當鋁合金零部件切削加工時,加工刀具與鋁合金零部件切削加工時,加工刀具與鋁合金零部件表面的接觸會產生嚴重的塑性變形,從而在鋁合金零部件的表面產生較大的殘余應力;這些積存在鋁合金零部件內部的殘余應力會在鋁合金零部件加工完成后尺寸對鋁合金零部件產生你的作用并嘴周引起加工完成后的鋁合金零部件的變形,從而造成鋁合金零部件的變形超差。
減少航空鋁合金零件加工變形的途徑
1、在加工鋁合金材料時,對于其加工的余量相對較大的零件,為了讓鋁合金材料的零件在加工期間能夠達到更好的散熱及條件,防止熱量過于集中,可以在加工時,更多情況下需要采用對稱加工。
2、若板材零件上附有多個型腔,在進行零件加工時,就不能采取一般型腔的按次序的加工方法,這種情況下,極易造成零件不均勻受力而產生的變形等問題,如果采取反復進刀對稱加工進行加工鋁合金材料的零件,則每一面加工時需要進行兩次操作,來完成并確定最后的尺寸就可以確保平面度能夠達到0.03mm;
3、如果向減少切削力及切削熱的情況,就需要先對切削用量進行改變;切削用量具有三要素,在其中三要素中,背吃刀量在很大程度上應先跟著切削力的操作;太大的加工余量及太大的一次走刀的切削力,在加工零件時,不僅會出現變形的問題,甚至會影響機床主軸剛性及降低刀具的使用壽命。
4、減少裝夾方式對鋁合金零部件加工精度的影響;為了提高鋁合金零部件的加工質量還需要對鋁合金零部件的裝夾方式進行改進,將裝夾方式更改為使用鋁合金零部件的大端面進行支撐,而小端面則采用6個壓板進行壓實,由于未在角向采用定位且定位支撐點小于6個因此此定位為不完全定位,此裝夾方式會導致鋁合金零件件產生較大的裝夾變形并最終影響鋁合零部件的加工精度。
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