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航空复杂回转件高效数控加工工艺范文

时间:2022-07-09 09:34:13

航空复杂回转件高效数控加工工艺

摘要:制造航空复杂回转件时,常用的制造材料为超高强度钢,此种材料属于典型的难加工材料,切削性能差,较为特殊的要求加工设备、工艺方法等,如采取常规加工方法,加工质量及效率均无法有效保证。车铣复合加工技术是近年来发展较为迅速的加工方法,应用此种方法加工航空复杂回转件时,可提高加工效率及质量。以此法设计了航空复杂回转件的数控加工工艺。

关键词:航空复杂回转件;数控加工;高效;工艺设计

在中国,航空制造领域应用车铣复合加工技术的时间并不长,尚在摸索如何有效的应用该项技术加工航空复杂回转件。为使车铣复合加工设备所具备的优势充分发挥出来,促进加工效率及质量提高,必须要着重的解决现阶段存在的关键问题,如选择加工设备、延长加工刀具寿命等。

1航空复杂回转件加工工艺分析

对于飞机来说,航空复杂回转件为疲劳关键受力件,为使加工质量得到保证,特种工序必须要加入到加工过程中,如表面处理、淬火热处理。切削加工工序间穿插特种工序后,可将加工过程分为不同的阶段。热处理技术、刀具条件允许时,热处理应尽量在毛坯状态开展。先实施热处理工序后,精加工工序可以节省,促进生产流程缩短。工艺流程设计过程中,普通加工机床要结合车铣复合加工机床,此种方法对实际生产更为有利。装夹位置等加工时,利用普通机床进行,而车铣复合加工则便利后续普通机床的加工工作。同时,为对关键设备做好保护,粗加工功率及扭矩要求较大的零部件、低要求加工精度的加工工序加工时,均采用普通机床,由此,关键设备优势能够充分发挥出来,使设备利用价值提高。以航空复杂回转件加工特点为依据,加工工艺流程可分为四步:一是荒加工,将锻件表面的氧化皮利用相应方法去除,便于超声波检查的开展;二是粗加工,加工方法包含车、铣等,目的是将零件内外表面的大部分余量去除;三是半精加工,加工方法与上步相同,主要加工精度一般的非配合面,同时将定位面准备给精加工;四是精加工,方法包含精车、精铣等,最终加工零件重要表面。

2加工工艺具体设计

2.1选择加工设备复杂回转件利用常规方法加工时,车床类、数控加工中心、深孔钻床及磨床类为需使用的加工设备,但在车铣复合加工条件下,几所有所加工任务均由机床完成,因此,选择的机床必须要具备高精度、高刚性、深孔加工能力、大功率、在线检测等特性,以能保证加工的顺利进行[1]。基于上述要求,本文选择的主要加工设备为奥地利M150车铣复合机床,动态刚性良好、功率大、扭矩及精度均比较高,能够有效的满足复杂回转件粗加工、精加工需求。机床布局时,总体采用卧式,车削主轴箱放置在左端,可编程尾座放置在右端,而车、铣、镗主轴装置放置在斜床身上部,数字控制定位中心架放置在斜床身下部。

2.2设计加工定位与装夹零件机械加工时,装夹与定位为基础性的工作,只有合理定位、紧固可靠装夹,才能保证加工制造的顺利开展。航空复杂回转件加工过程中,采用的加工方法比较多,而每种加工方法并不会选择相同的定位与夹紧方式,因此要科学的设计。回转件主回转面采用车削方法加工,外部回转面利用卡盘、顶尖装夹,内部回转面利用卡盘、中心架装夹,若零件自身结构并不能开展卡盘装夹,可将工艺凸台增加进来,工艺凸台不便增加情况下,选择专用夹具装夹;非回转区域加工时,数控铣、钻、镗加工为常用的方法,因以圆柱体作为装夹定位面,所以专用夹具需要使用,夹具定位、夹紧时,一般利用主回转面的外圆,定位采用V形块[2]。车铣复合加工装夹方式相似于普通车床,尾座功能配置在M150机床中,使用时要将中心架有效的结合尾座顶尖。

2.3选择刀具复杂回转件加工时,因方法有两种,所以刀具也采用两种,一种为车削刀具,普通外圆车削刀具、螺纹车削刀具等均为主要的;另一种为旋转刀具,共三类,分别为铣削刀具、钻削刀具、镗削刀具。因制作复杂回转件的强度比较高,切削时,温度非常高,且会严重磨损刀具,导致崩刃、打刀现象极易发生,所以要慎重的选择刀具材料。现阶段,国内外进行高强度钢加工时,刀具多选择硬质合金、陶瓷刀具,CBN刀具,而对于复杂回转件车铣复合加工,主要以进口高性能且削刀具、非标专用刀具作为主要的切削刀具,例如CoroPlex多任务刀具。结合航工复杂回转件的具体加工要求,本文不同加工表面选择了不同的刀具,如车外圆,加工时采用C6-DCMNN-00115-12刀具。本文设计了车铣复合加工航空复杂回转件的加工工艺,可达到促进加工质量与效率提升的目的。

参考文献

[1]王细洋,朱志坤.大型飞机复杂回转件的车铣复合加工[J].航空制造技术,2015(Z1):68-72.

[2]刘宏伟.大型回转件数控镗铣机加工方法[J].科技创新与应用,2014(9):82-83.

作者:易军 单位:重庆工业职业技术学院

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