大型薄壁壳体机械加工

薄壁圆筒形壳体,直径2000±2mm;高1868±2mm;壁厚6mm;两端焊有环状端框;是属大型、薄壁机械加工件,需在规格较小,精度较低的C5235立车上加工。工艺设计利用两侧滑程刀架找正;利用下端框的径向方孔加垫后装夹,找正定位;又利用叠高1800mm的标准块4组,固定于工件四周,在上端框圆周上顶持,以免切削过程中发生振动及位移。为减少切削力,采用刀尖R仅为0.15～0.20mm的尖刀;切削参数应用低转速,小进给量及小吃刀深度;遵守“先粗后精”“粗精分开”和“精车工序分散”的原则;工序间放松压板、顶丝以释放应力然后再夹紧;如此,在不用专用工装卡具的情况下,加工3件壳体经检测全部合格。     

航天大型薄壁结构装配制造尺寸精度预测与控制方法

大型薄壁结构的弱刚性导致其在制造过程中变形是影响尺寸精度的主要因素,如何对加工和装配过程零组件的偏差场进行精确预测与控制是提升制造质量、改进工艺参数的关键。本文针对大型薄壁结构制造与装配过程偏差场特性进行研究,提出适用于航天大型薄壁产品装配过程偏差场预测与控制方法。以基本变形模式的线性组合构建大型薄壁结构空间偏差场,考虑大型薄壁结构装配过程内应力的协调变形,以零件与装配体之间基本变形模式的映射关系建立大型薄壁结构装配过程偏差场预测模型。基于零件基本变形模式对装配体偏差的贡献量化值进行薄壁结构装配过程偏差溯源,提出两步寻优方法求解零件特定基本变形模式的最优控制点集,以最优控制点集的偏差调整实现大型薄壁结构装配过程的偏差控制,为航天大型薄壁结构装配过程的尺寸精度预测与控制提供理论基础与技术指导。     

不锈钢薄壁件的型面加工

以不锈钢薄壁件的型面加工为例,论述了数控加工过程中影响工件变形的几个主要因素,通过具体分析加工变形情况及其影响,针对加工中工艺安排、切削用量、装夹方式、刀具参数选择及切削液的选择等方面,分析了零件的加工变形情况,并提出了相应解决措施,为薄壁零件的数控加工提供了有益的方法。     

提高铣镗调头镗孔同轴度的对策

在铣镗床上调头镗孔时,两孔的同轴度经常达不到高精度要求。经对调头镗孔时影响加工孔同轴度的因素进行分析并采取了精心调整机床主轴与工作台面的相对位置精度;严格限止被加工孔在工作台上的装夹位置及工件调头时昕产生的定位角,倾斜角误差,避免孔加工过程中的引偏的对策。在上述措施的指导下,加工的钛合金孔,在100mm长度上,同轴度达5μm。     

超高强度钢薄壁件车削变形控制

结合固体火箭发动机超高强度钢薄壁壳体的特点,分析了其在切削加工过程中产生变形的影响因素;重点分析了工件的装夹、切削力、切削温度对加工精度的影响;介绍了应用有限元分析软件研究超高强度薄壁零件变形的基本方法;提出了控制薄壁零件加工变形的方法,即合理选择夹具及装夹方式、刀具的正确选择、减小切削热的影响、合理选择切削用量以及减小切削力等措施。     

真空热处理炉在航天产品上的应用

自制真空热处理炉有效炉膛容积φ200×300mm,使用温度1200℃,极限真空度1.33×10~(-3)Pa。由室温边抽真空边加热到700℃,不超过40分钟,真空度不低于4×10~(-2)Pa;升温至1000℃仅60分钟;控温精度达±5℃;冷却速度:空炉从1100℃降至300℃仅35分钟,从300℃降至150℃2小时。用于GH169膜盒固溶并时效后呈银白色,无变形、强度和塑性达标;用于弹性合金3J_1高精度电液伺服阀零件的真空时效强化处理后,表面光亮、变形极小、全部合格;TC_4钛合金蓄压器经真空时效后,表面非常光亮,机械性能很高,沉淀硬化不锈钢工件经时效处理后可保持切削后的金属光泽,康铜箔退火后可保持冷轧材原始的光亮,铍青铜件处理后,不仅保持原有金黄色光泽,甚至比处理前更光亮,机械性能很高。     

发射支架的焊接变形控制

发射支架,体积4080×2060×2400(mm)。重1.8t、焊接装配后要求尺寸精度纵倾角15°_(-1)~(+3)横倾角0°±6°;其余尺寸公差均为0.5mm。经研究分析影响变形的因素,提出按应力分布状况将整体焊接构件分解成若于小部件分别施焊控制变形量,然后总装焊接组合,又利用振动消除应力技术代替热处理消除应力技术,平均消除残余应力34.9％(12.2％～62.2％),不仅消除了残余应力,同时还增加了焊接构件的抗变形能力,避免了焊后整体机械加工,解决了小厂没有大设备的困难,缩短了制造周期,节省了费用。     

喷管壳体机械加工变形的避免

固体火箭发动机喷管壳体加工后需压入非金属脆性材料内衬,因此有较高精度要求,否则,内衬受力不均,容易脆裂,引发事故。但是,喷管壳体机加后,连接颈内圆易出现圆度、圆柱度超差,长时期来都认为是由于零件形状复杂,毛坯焊接、热处理的内应力未完全消除,机加后由于内应力出现新的平衡所导致的结果。新的观点认为,机加后变形的原因是由于机加夹具的定位装夹方式所致,根据这一观点设计新夹具,使问题得到了解决。     

铝合金联装架焊接残余应力和变形数值模拟

基于SYSWELD有限元分析软件,以某新型战术型号铝合金联装架为产品对象,选取支撑框配对组件、弹位组件和立方体组件为典型结构件进行焊接残余应力和变形数值模拟,以期表征铝合金联装架焊接过程的残余应力分布和变形趋势。结果表明:焊缝及其附近热影响区的Von-Mises应力较高,甚至超过了5A06铝合金材料的常温屈服强度;支撑框组件焊后最大变形出现于长矩形管中央,约为6.44 mm;弹位组件的焊接变形整体表现为凹向三维结构内腔,焊接变形也多集中在长矩形管上,最大变形约为5.21 mm。另外,采用对称分散焊过程产生的焊接变形量小于逐条焊缝焊接过程,但焊接残余应力趋势则相反。     

三轴伺服转台三轴不正交度对台面测角精度的影响

三轴伺服转台一般需要安装导航仪器,三轴的位置精度应反映台面框架的姿态精度。高精度的的三轴伺服转台要求三轴角位置精度达10~(-3)度或更高。实际台面框架能否达到此项精度指标,除了框架轴和框架的扭曲变形以及包括框架在内的轴系的弯曲变形以外,三轴不正交度(即三轴不垂直度)的存在使轴角精度不能完全反映台面姿态。现在国内外验收转台     

加工超薄片的高效夹具

一)工件材料:1 Cr18Ni9Ti不锈钢板材,厚度δ为0.15～0.25mm共三种,下料后毛坯尺寸55×55mm。机加工成型后外径尺寸φ40_(-0.1)~0,孔径中φ27_0~(+0.05),表面粗糙度Ral.60μm,不许有划伤。     

基于CAE技术薄壁件注射工艺参数优化

采用正交试验设计,以薄壁件翘曲变形为评价指标,考察保压压力、熔体温度、模具温度、保压时间等工艺参数对塑件质量的影响主次关系及影响规律,得到优化的注塑工艺参数,对现场试模时注射工艺参数确定具有一定的指导意义.     

多参量在线反馈的大型筒体-端框精确对装方法

针对几何尺寸大、结构刚度小、误差终端累积效应显著等制造特征引起的大型筒体-端框对接装配问题,提出一种基于过程参量在线反馈的精确对装新方法,设计筒体和端框的圆跳动、对装缝隙等多参量同步在线测量方案,研制多传感组合测量装置,并将其集成于对装系统,从而优化对装工艺,提高对装效率和精度稳定性。经检测,采用所提出的方法,大尺寸复合材料筒体与铝合金端框对装缝隙误差可有效控制在0.15mm范围内,满足对装精度要求,验证了所研制的多参量在线测量系统对提高对装精度的有效性。     

微机控温大型铝合金热处理炉的研制

白铝合金板材卷制并焊接而成的大型筒体零件,需要炉膛尺寸为mmφ4000×7500的电炉进行时效、退火处理,以便达到母材和焊缝的机械性能要求。启行设计制造的大型井式电炉,采用了微机、可控硅、热电偶联合测控炉温的先进技术;500kW总功率分为六个区域的合理布局;炉膛内设置屏蔽保护筒和鼓风装置等,从而使炉温均匀性达到±6℃,控温精度达到±2℃,升温这度快,保温性能好,最高温度400℃,能满足零件的热处理要求。此炉为并式地坑炉,结构简单,维修方便,造价低廉,其直径之大,国内少有,各项技术性能指标均达到国内先进水平。     

Ф0.3mm球轴尖加工工艺技术

球轴尖系惯性导航仪表中的关键零件之一,用NiCrA1弹性合金制成。应用自制拉管装夹,在UL-130车床上加装被改造的金相双管显微镜,在放大的视野下加工检测。自制专用刮刀,初步刮削成型;用研磨套管研磨,抛光,完成半精加工和最终精加工;特制非标准黄铜反顶尖,采用两顶尖顶持磨削,确保了球头和圆柱部0.001mm的同轴度。磨削时的顶持力,球头最终尺寸的掌握,在相当程度上依靠工人的操作技能。工件的圆度、球度、同轴度在泰勒森2000型圆度仪上检测,轴向尺寸加工时采用特制的平测头百分表实现在线检测。零件球头的球度达0.065μm;表面粗糙度Ra=0.02μm;尺寸精度φ0.3~(±0.001)mm;相对于装配定位轴的同轴度达0.5μm;硬度达HRC61～63;120倍镜检无斑点;配宝石轴承孔的单面间隙0.0015～0.0025mm。     

应用数控技术改造普通车床的经验

将普通车床改造成为经济型数控车床,是减轻工人劳动强度、保证加工质量、提高经济效益的好方法。认真进行调研,根据工厂实际情况合理选择数控系统,制订切实可行的改造步骤,是进行数控机床技术改造的关键,经过改造后的数控机床,劳动生产率大大提高,如加工某零件,过去用三台普通车床加工,月产200-300件,现在一台数控车床,8小时产量都在300件以上。     

发动机某型号节流圈的切削加工

某型号节流圈,其结构特点是壁薄,壁厚仅2.5mm,轴向尺寸小,精度高,刚性差;加工难点为装夹时容易变形,尺寸精度难以保证。通过设计、制作专用夹具,优化加工参数,解决了这一加工难题。这样既保证了产品质量,降低了加工难度又显著提高了生产效率。     

浮动环加工工艺技术

浮动环,自浮动环座(钢)和石墨环热压合后,经车镗铣和研磨加工成形。其加工难度在于内腔凹槽12-0.015_0~(+0.025)mm的名义尺寸太小;脆性材料石墨在加工中易崩裂。采取的加工工艺措施是压紧石墨端面,限制轴向变形;选择走刀方向:降低吃刀量,降低走刀速度;在车床胎具上划线分度;用千分表解决微量进刀问题及改制复合中心钻加工R0.8mm槽的镗铣问题的工艺技术措施,使浮动环的生产工艺技术合理化。     

数控铣床加工钛合金薄壁肋条结构件

介绍了在数控铣床上加工钛合金薄壁肋条结构零件的加工工艺,以及数控加工程序的编制。选择与钛合金亲和力小的YG类超细颗粒硬质合金刀,刀具后角取a:10°～15°。主轴转速470r/min左右,切削速度21～27m/min,走刀速度0.04～0.07mm/min,采用10号机油作冷却液。     

铝合金Ly12超塑等温变形时力学行为的研究

本文研究了供应状态铝合金Ly_(12)软化处理工艺及其超塑等温镦粗和拉伸变形时的力学行为。研究结果表明,供应状态Ly_(12)经软化处理后,变形抗力能降低20～30％。软化处理后变形工艺参数是:变形温度均420～440℃;应变速率为5×10~(-3)/s;当流动应力在15MPa之前,不同温度下,一分钟内的应变量都不大,当流动应力大于20MPa之后,提高变形温度,应变量随时间的延长增加很快。为复杂薄腹板筋型件的超塑等温模锻提供了可参考的工艺参数。