纯镍的车削加工

一、概述某型号喷管,结构如图1所示.其表面有3mm厚之纯镍层,用数控车床进行加工.据有关资料介绍,纯镍是一种难加工材料.切削加工时,,刀具磨损极为迅速,刀具寿命极短、生产率亦低,工件表面质量不好.因此,在加工上述零件时,选择了耐磨性能较好的细颗粒、超细颗粒硬质合金刀片YG6X和YH1.结果发现刀具磨损仍然十分严重.虽然在刀具几何为上作了若干改变和选择,但无明显效果.切削时,因刀     

车削TC_4钛合金刀具

钛合金是一种比较准加工的材料,其弹性模数仅为钢的1/2。在切削加工TC_4钛合金时,刀具切削力增加将近一倍。钛合金的化学性能和耐热性能都对刀具不利。含钛的硬质合金刀头与钛合金工件材料还会起反应,只能采用不含钛的硬质合金刀具。钛合金导热系数小,传导慢,易产生粘附现象,而粘附现象随着切削温度的升高而增加。在切削TC_4钛合金时,切削热主要集中在切屑与刀具间极窄小的接触面上,其中80％传给了刀具,切削温度高达     

铜基粉末冶金的CBN精密切削

采用CBN刀具与高速钢、硬质合金刀具材料对铜基粉末冶金进行精密切削对比试验。利用研磨抛光过的CBN刀具加工,可以满足加工精度的需要,可使寿命提高许多。对铜基粉末冶金等软金属材料,采用CBN刀具进行精密切削是必要的,是切实可行的,从而扩大CBN刀具的使用领域。     

高硬韧材料切削温度的解析预测

以传热学为基础，用有限差分数值方法，二元切削加工过程中切削区域温度场进行了计算机模拟，并以金刚石和硬质合金刀具切削钛合金炙例，进行了切削温度计算，经分析，计算结果与实测切削温度值吻合良好。这不但表明切削温度的计算机模拟可行的，同时人加工材料的切削加工特性提供了一种新的解析方法，可节省大量实验，为进一步预测最佳切削过程，指导新型刀具材料的开发奠定了基础。     

PCD刀具高速车削TC4钛合金切削力的研究

在实际的加工生产中,切削力影响切削热、切削温度和刀具磨损等物理现象,但是并没有切削力的理论公式来指导实践,都是通过经验和实际测量获得的。所以本文采用PCD刀具和硬质合金刀具对钛合金TC4进行车削,并采用单因素试验法进行对比,发现PCD刀具在钛合金TC4高速车削中有非常好的切削力的特性,以便对以后的加工实践进行指导。     

高温合金材料螺孔加工技术研究

高温合金GH4169属镍基高温合金,是航天发动机高温系统中应用广泛的高温结构材料,但它的切削加工性能极差。如以相对正火状态45钢的切削加工性Kv=1来衡量,高温合金的切削加工性Kv=0.2~0.5,而镍基高温合金的Kv=0.2。其切削加工特点主要表现为强度高,塑性大,切削抗力大,冷作硬化严重,切削温度高,刀具在加工过程中磨损剧烈,以攻丝为加工最难点,小直径的螺孔用普通攻丝方法几乎无法加工,已经严重影响了公司的生产进度和产品质量。我们经过自己研究、攻关和与国内几所大学联合开发,特别是利用北京师范大学的离子注入技术,开发出加工高温合金螺孔的新型丝锥,现已用于公司的发动机生产,基本能满足公司的需要,解决了存在多年的高温合金的螺孔加工的难题。     

高温合金材料螺孔加工技术研究

高温合金GH4169属镍基高温合金,是航天发动机高温系统中应用广泛的高温结构材料,但它的切削加工性能极差.如以相对正火状态45钢的切削加工性Kv=1来衡量,高温合金的切削加工性Ky=0.2～0.5,而镍基高温合金的Kv=0.2.其切削加工特点主要表现为强度高,塑性大,切削抗力大,冷作硬化严重,切削温度高,刀具在加工过程中磨损剧烈,以攻丝为加工最难点,小直径的螺孔用普通攻丝方法几乎无法加工,已经严重影响了公司的生产进度和产品质量.我们经过自己研究、攻关和与国内几所大学联合开发,特别是利用北京师范大学的离子注入技术,开发出加工高温合金螺孔的新型丝锥,现已用于公司的发动机生产,基本能满足公司的需要,解决了存在多年的高温合金的螺孔加工的难题.     

纳米颗粒SiCp/Al复合材料车削特性试验研究

针对纳米颗粒增强铝基（SiCp/Al）复合材料在航空航天领域的应用需求,采用试验的方法,研究不同刀具材料和不同刀具几何参数对切削加工纳米SiCp/Al复合材料加工表面粗糙度和切屑形貌的影响。试验结果表明,相同切削参数下,PCD刀具比硬质合金刀具能获得更低的已加工工件表面粗糙度,微崩刃的存在是导致硬质合金刀具加工时工件表面粗糙度升高的主要原因之一;增加刀具的锋利度能够获得较低的工件表面粗糙度,较大的主偏角表面粗糙度变化较剧烈;由于纳米颗粒增强相的不均匀分布和材料内部存在微裂纹,在切削时导致切屑呈不规则的锯齿状,基体的断裂模式是该现象产生的主要原因。文中的研究成果将为进一步分析纳米SiCp/Al复合材料的切削机理提供必要的试验基础。     

难切削材料的切削特性分析及工具的发展

研究难切削材料的特性是解决难加上的首要问题。通过综合分析,构成难加工的特性主要有高硬度、硬脆性、高温强度大、加工硬化、材料与刀具间的亲和力、材料强度大、磨蚀性大、延性大、热导率低等。建立于特性分析的基础上论证了切削工具的发展,如整体磨削高速钢切削工具、整体硬质合金工具、可转位刀片、精密陶瓷切削工具、金属陶瓷工具、涂层切削工具、聚晶金刚石和聚晶CBN工具、金刚石膜涂层工具、天然金刚石微量切削工具、合成大颗粒单晶金刚石和CBN工具等。     

碳纤维复合材料车削加工技术研究

碳纤维复合材料硬度高,耐磨性强,属于典型的难加工材料,易产生分层、毛刺、开裂等加工缺陷。研究了车削工艺参数:切削深度ap、主轴转速n、切削进给量f对碳纤维复合材料构件加工表面质量的影响。结果表明,按以下工艺参数选取时,可获取最高生产效率和最佳加工表观质量;精加工时,选取切削深度ap=0.3 mm、切削进给量f=0.1～0.2 mm/r、主轴转速v=100～120 r/min;粗加工时,选取切削深度ap=3 mm、切削进给量f=0.3～0.8 mm/r、主轴转速v=60～80 r/min。     

轴承孔的挤光工艺

我厂生产的XD—120洗衣机电机,年产达10万台以上,其中铸铝端盖的轴承孔尺寸为32_(-0.008)~(+0.008)表面粗糙度为R_a=1.6μm。端面为R_a=3.2μm,且为盲孔。过去一直用硬质合金车刀进行镗孔,效率低,粗糙度常达不到,尺寸一致性也较差。若采用大前角高速钢车刀加工,虽能满足要求,但刀具寿命低,效率也低,不适合大批量生产。于是设计了一种挤光     

激光加热辅助切削氮化硅陶瓷实验研究

针对航空航天领域广泛应用的氮化硅陶瓷材料,采用激光加热辅助的方法进行了切削 实验研究。分析了激光能量、切削深度、切削速度、进给量等加工参数对切削力及比切削能 的影响规律;采用SEM对加工过程中产生的连续切屑进行观测分析,探讨了加热辅助切削的 材料塑性去除及切屑形成机理;分析了不同切削状态的刀具磨损形式及磨损原因;测试了加 工后的表面粗糙度与表面形貌,表明激光加热辅助切削氮化硅陶瓷可以在保证加工效率的同 时得到良好的加工质量,并且不产生亚表面裂纹。
     

应用微机改造1k62车床

应用微机改造后的1K62车床为经济型开环微机控制车床,除能自动加工钛合金球形气瓶外,还可完成其它圆柱体、圆锥体、球面、圆弧曲面、台阶、端面、切槽以及螺距不大于10毫米的螺纹的自动加工。该机床采用TP801甲板机控制,根据事先编好的程序,使用键盘输入操作指令,完成主轴转速及刀具的自动选择,实现自动加工。主要参数:主轴转速16种,12.5～1250转/分;大功率步进机驱动,刀具可在T_1～T_2中手动或程序自动选择,脉冲当量Z向为0.01毫米/脉冲,X向为0.005毫米/脉冲;重复定位精度Z向小于0.008毫米,X向小于0.005毫米,最大加工直径,在床身上为φ580毫米,在拖板上为φ380毫米,最大加工长度为470毫米。     

等螺旋角锥铣刀制造实用技术

锥铣刀制成等前角,这是刀具制造中的一个难题。用茌晋翅力罢铣床上加装一对非圆齿轮和两对可变挂轮的简单方法——非圆齿轮法,解决了这个课题。其成功之处还在于铣齿时能够实现均衡切削,而且只需变换挂轮便可进行对不同参数铣刀的加工。设备改造方面的主要工作是将一台普通分度头的内部传动比由原1/40改成1/4。挂轮计算和对刀方法完全符合最佳传动条件,可保证使加工范围展宽而传动系统中的缺陷对工件的影响最小。此外,用单角铣刀铣齿也适用于加工前角无特定要求的普通用途锥铣刀,锥铣刀的前角可粗略控制在15°左右,加工时对挂轮计算和对刀方法应作必要的修正。     

NEPE推进剂低温瞬态的粘弹特性

用动态力学分析方法究了PET/NG/TG类NEPE推进剂在低温点火瞬态条件下的粘弹特性.结果表明,推进剂的玻璃化转变温度(Tg)为-65℃,以-40℃为参考温度,推进剂在低频区域(f<10-3 Hz)处于高弹态,在f=10-3-107Hz处于玻璃化转变阶段,在高频区域(f>107 Hz)逐渐进入玻璃态.推进剂在假设点火条件(T=-40℃,t=1～100 ms)处于玻璃化转变阶段,其临界频率(ftr=4.5 Hz)小于点火频率(fc=10～103 Hz),临界温度(Tc=-25～-38℃)高于试验温度(r=-40℃).增塑剂使PET/N-100粘合剂胶片的临界频率ftr由145 Hz增至646～1 585 Hz,临界温度Tc由-30～-51℃降至-39～-53℃,理论计算与实验结果一致.     

低燃速的端羧基聚丁二烯丙烯腈(CTBN)推进剂

对端羧基聚丁二烯丙烯睛(CTBN)液体共聚物为粘合剂的极低燃速的复合固定推进剂进行了论证。本计划的目的是,研制一种用于燃气发生器的(StarterCartridge)、压力在70公斤/厘米~2(100磅/英寸~2)下,燃速指标为1.78毫米/秒(0.070英寸/秒)的推进剂。选择了双环氧交链系统的低丙烯睛 CTBN 粘合剂,因为它的老化性能和工艺性能较之一般的粘合剂材料优越。在改进的 MK6气体发生器装置中,用浇注单孔圆柱形的、端面包复和外圆柱面包复的推进剂药柱进行弹道性能评定。用50%双级配的过氯酸胺、30%CTBN 粘合剂和20%装填密度高的硝基胍组成的推进剂配方成功地满足了设计要求,在要求的压力与温度25℃(77°F)下,达到了1.70毫米/秒(0.067英寸/秒)的燃速指标。当压力在35公斤/厘米~2(500磅/英寸~2)到70公斤/厘米~2(1000磅/英寸~2)范围内,温度在-54℃和74℃之间时,所测得的温度敏感系数π=0.36%/℃(0.20%/°F)。通过初步的力学性能和物理性能试验表明,此种类型的药柱设计在工作条件下,是合格的。因此,这种推进剂用于各种低燃速的场合似乎是有吸引力的。     

欧洲同步科学卫星用的远地点发动机

意大利斯尼亚粘胶公司和法国“欧洲推进公司”于1973年5月开始联合研制“GEOS”欧洲同步科学卫星的远地点发动机,前者负责计划管理,发动机设计,推进剂和绝热层研制,发动机的装配和试验;后者负责壳体、喷管和点火器的设计、制造和试验。计划于1976年1月完成,将成为欧洲首创的远地点发动机。发动机长1130毫米,直径684毫米,装端羧聚丁二烯推进剂267公斤,壳体材料用 Ti—6A1—4V 钛合金,绝热层用石棉乙丙橡胶,采用半潜入喷管,喉径67毫米,膨胀比37,高密度石墨喉衬,碳布缠绕扩散段。发动机总重303公斤,燃烧室平均压力23公斤/厘米~2,真空最大推力2360公斤,真空比冲286秒,使用温度范围-10~℃～+40℃,相应的燃烧时间为51和47秒。研制工作分初步设计、金属件设计,组件鉴定,研制试验,鉴定试验和验收试验六个阶段。研制、鉴定试验中全尺寸发动机试车4发,验收批4发,其中试车2发,交货2发,提出这个报告时,正进行鉴定试验工作,已经取得的试验结果都很好,但研制试验有一台发动机经 X 射线检查,发现装药有缺陷而未进行试车。     

高回复力低密度新型航天高温形状记忆材料

针对当前高温形状记忆合金材料加工难度大、密度较高,而高温形状记忆聚合物材料回复应力小、难以满足实际应用需求的问题,制备了一种高回复力、低密度的新型高温形状记忆聚酰亚胺复合材料。该材料通过在形状记忆聚酰亚胺基体中引入双向碳纤维布作为增强相而制得,其玻璃转化温度为303℃,回复应力达130 MPa、密度为0.98×103kg/m~3。其回复应力媲美一些高温形状记忆合金,远高于其他形状记忆聚合物材料,但密度则不足合金的1/6。研究结果表明,该材料在形状回复过程中,能够掀翻为其自身重量170倍的金属板,在高温连接套管、自动开尾栓、弹性变形翼等领域有重要的应用前景。     

N2O/丙烷火箭发动机研制

为进行N2O/丙烷(C3H8)火箭发动机(NOP)试验,在亚拉巴马大学(UAH)新建了一座发动机试车台,装备了台架式推进剂供应系统、10001bsf(4448.22N)的推力架和数据采集系统.研究了N2O催化分解点火方案,对几种催化剂材料进行了评估.Shel1-405和钴基的ZSM-5性能良好,可使N2O充分分解,并点燃碳氢燃料,如丙烷.试验表明,纯N2O通过Shel1-405时,催化分解反应在400°F(204℃)时进行,如果加入少许碳氢燃料(例如丙烷或丙烯),此温度将下降到大约200°F(93℃).NOP发动机在L*=3m时,在混合比4.89到8.68之间进行了试验.在合适的热损失模型下,试验数据与理论计算结果相吻合.使NOP发动机稳定工作的范围基本确定为N2O流量＜0.270 1bm/sec(0.122kg/s),混合比在5～6之间.用辐射测量仪来测量发动机排气温度和羽流成分,用羽流皮托管校验推力数据.     

碳化硼气浮马达轴承件的加工与计量

碳化硼气(?)马达轴承件,质硬(HV2800～3000)、性脆,各零件的尺寸精度、形位公差均在0.0002mm。表面粗糙度Ra=0.012/μm,由于毛胚表层材料致密度不高,其加工余量必需增大至2～3mm,为此选用不同粒度的金钢石磨轮分粗加工、半精加工、精加工磨削至尺寸精度、形位公差达0.001mm.然后采用金刚石研磨料进行高精度研磨,利用已经加工、检验合格的零件,用502胶与待加工件粘结成整体,利用合格件的形位控制待加工件的形位公差。尺寸精度及形位公差O.0002mm的检测技术采取光线入射法、相对比较法、组合相对检测法等检测方法,解决了工序检测及最终检测难题。