目前,航天航空行業(yè)發(fā)展迅速,對材料性能要求高越來越高,進(jìn)而使得鈦合金、高溫合金及復(fù)合材料等難加工材料應(yīng)用越來越廣泛;如鈦合金主要應(yīng)用在整體葉盤、發(fā)動機(jī)框架、風(fēng)扇機(jī)匣、葉輪及起落架等零部件;高溫合金主要應(yīng)用在軸、盤軸、渦輪盤、燃燒套管、ISO S孔等方面;復(fù)合材料主要應(yīng)用在中央翼盒、垂直尾翼及機(jī)翼等方面。
航天航天零部件特征
1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,如深內(nèi)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(dá)性很差的凹槽等;
2、薄壁結(jié)構(gòu),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(fā)動機(jī)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(yīng)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(zhuǎn)變時所產(chǎn)生的體積變化將會使得毛坯料內(nèi)部積存有大量的殘余應(yīng)力,這些應(yīng)力對鋁合金加工所產(chǎn)生的影響隨著鋁合金零部件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和壁厚越薄表現(xiàn)的越明顯不均勻。
2、冷校直工藝所帶來的殘余應(yīng)力,在鋁合金零部件的冷校直過程中,由于校直補(bǔ)分為受到相當(dāng)大的壓力的作用,從而使得鋁合金零部件內(nèi)產(chǎn)生一定的塑性變形,但是當(dāng)撤去校直外你后鋁合金零部件處于自動狀態(tài)時這些塑性變形應(yīng)力將會在鋁合金零部件內(nèi)部積存為殘余應(yīng)力。
3、鋁合金零部件機(jī)械加工過程中所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,當(dāng)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(chǎn)生嚴(yán)重的塑性變形,從而在鋁合金零部件的表面產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力;這些積存在鋁合金零部件內(nèi)部的殘余應(yīng)力會在鋁合金零部件加工完成后尺寸對鋁合金零部件產(chǎn)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(dá)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(jìn)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(chǎn)生的變形等問題,如果采取反復(fù)進(jìn)刀對稱加工進(jìn)行加工鋁合金材料的零件,則每一面加工時需要進(jìn)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(dá)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(jìn)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(yīng)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(xiàn)變形的問題,甚至?xí)绊憴C(jī)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(zhì)量還需要對鋁合金零部件的裝夾方式進(jìn)行改進(jìn),將裝夾方式更改為使用鋁合金零部件的大端面進(jìn)行支撐,而小端面則采用6個壓板進(jìn)行壓實(shí),由于未在角向采用定位且定位支撐點(diǎn)小于6個因此此定位為不完全定位,此裝夾方式會導(dǎo)致鋁合金零件件產(chǎn)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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