加工钛合金（Tc4）手用丝锥（M1.4—6）^＊

用国产标准丝锥在钛合金工件上攻制M6以下的螺孔,经常出现抗力大,切不动,或扭矩大,发出不正常的摩擦声响,甚至“咬死”;攻丝效率极低,丝锥损坏严重的现象。Tc_4钛合金的切削温度高、化学活性强、弹性模量低,造成刀具过快磨损。针对上述矛盾,对丝锥结构进行了改进,从几个方面减小丝锥与螺孔表面的接触面积,以保持丝锥刃口锋利,其中包括减小切削锥角;增大后角;缩短丝锥校准部位的长度,减小刃瓣宽度,增大容屑空间;对通孔丝锥增加刃倾角等。对新研制的丝锥与国产标准丝锥和日本丝锥进行扭矩和使用寿命对比试验的结果是,新研制丝锥的切削扭矩小,使用寿命高,如M1.4的丝锥与日本标准通用丝锥相比高10倍、M5的丝锥高40倍。     

加工不锈钢用丝锥的切削性能试验

不锈钢韧性大,导热性差,热强度高,线膨胀系数大,冷硬趋势强,加工变形严重,攻丝时容易崩刃或“抱锥”。为寻找影响攻丝的主要原因,以求确定丝锥结构的较好型式和几何参数的合理数值,用M10以下不同规格、不同结构的丝锥来加工不锈钢和其他不同材料进行切削性能试验。经过对比验证,得出了正确的结论,从而为进一步提高加工不锈钢用丝锥的设计质量提供了可靠依据。     

螺旋槽薄壁件的加工

介绍了在不锈钢薄壁零件外圆上铣72条螺旋槽的加工工艺。在X53万能立式铣床上,通过挂轮,使分度头主轴随铣床纵向工作台的进给运动作连续旋转,以实现螺旋槽加工;通过采用合理的装夹、加工方法,选择合理的切削参数,选用先进的粉末冶金高速钢立铣刀,解决了铣削奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)薄壁零件的加工难题。     

微型减振镗刀

针对零件孔径小,精度要求高,材料为ZGCr16Ni4,硬度为HRC26～29的特点,根据提高阻尼能力,减小刀具系统振动的原理,设计制造了微型减振镗刀。刀具材料的LO_2,主偏角是取75°、前角10°左右,后角10°。并采用自制的极压切削油冷却润滑,选用合理的切削速度、切削厚度和走刀量,提高了生产率,保证了质量。     

用新型丝锥进行钛合金小孔攻丝的试验研究

本文着重分析了钛合金ＴＣ４小孔攻丝困难的主要原因，在于钛合金材料本身的弹性模量低、工件弹性变形大引起的攻丝总扭矩中的摩擦扭矩太大，而标准丝锥的结构及几何参数又不适应钛合金这种特殊材料物理、化学、机械性能的要求。参照国外资料，我们设计、试制了齿形角修正了的丝锥（即齿形角 ，简称修正齿丝锥），它用轨迹法切成螺纹，所切螺纹仍为齿形角 的标准螺纹。 试验结果表明，用切削锥角 的Ｍ６修正齿丝锥并使用４９０１极压切削液，攻丝总扭矩比标准丝锥降低６０～７０％，攻制螺纹质量完全合乎要求，效果显著。此结构丝锥及４９０１切削液可在钛合金类加工材料上进行小孔攻丝时推广使用。     

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。     

D406A钢钻孔攻丝技术

D406A 钢调质后硬度高达 HRC48～52。采用高速钢丝锥,因切削扭矩过大,常使丝锥折断在孔里,造成生产效率低,丝锥失效快,加工精度和质量难以保证;硬度较高的刃具硬质合金丝锥,由于制造成本高、容易折断,在实际生产中不常用,因而钻孔攻丝就成了该材料机械加工的瓶颈。文中介绍了采用高速钢钻头、丝锥,通过刃磨出合理的刃具角度来降低切削时的阻力和切削热,从而大大提高加工效率,降低生产成本,保证产品加工质量。     

错齿丝锥

错齿丝锥,借鉴错齿二面刃铣刀的切削原理,是金属分屑作用在丝锥结构上的体现;在丝锥轴线的螺旋面上,前后两个相邻的牙齿的侧刃左右错开,其运动轨迹构成螺旋角,依次、交错地完成内螺纹沟槽的两侧面的加工,其切屑过程具有分屑作用,每个牙齿的另一侧则与己加工内螺纹之间存在间隙,便于润滑并减少扭矩,而主切削则仍由丝锥的每个牙齿的顶刃完成。这种结构易于利用标准丝锥改制;较好地解决了卡、抱、断、掉等常见现象;生产率高,加工质量好,寿命比标标丝锥长三倍。     

燃烧室内壁数字化加工技术研究

针对火箭发动机燃烧室内壁型槽复杂、加工效率低和质量不稳定的难题,利用加工中心数字仿真技术,对加工中心整体装配建模,进行数字化加工工艺过程整体仿真,研究五轴棒铣刀加工技术,革新了原有的螺旋槽片铣刀加工工艺方案,提出薄壁螺旋槽燃烧室内壁零件加工中心高效加工工艺技术方案,加工质量显著提高,加工效率提高近3倍,工艺改进后的零件经过装配热试车考核满足要求.     

振动攻丝对钛合金螺纹质量的影响

试验了振动攻丝工艺参数对螺纹精度的影响,并从微观领域对普通和振动攻丝螺纹的表面质量进行了试验研究。指出振动攻丝丝锥刀齿的重复切削和冲击作用,能够抑制钛合金已加工表面的回弹,降低攻丝扭矩,从而提高螺纹的加工精度和表面质量。     

普通数控铣床加工螺旋槽功能的开发

针对螺旋槽类零件的结构特点,提出用盘铣刀铣槽的工艺方案,建立了用盘铣刀加工螺旋槽的数学模型。通过研制角度铣头等机械部件、增加B轴回转台、改变控制系统中连动轴,使4坐标数控铣床具备了加工复杂型面上螺旋槽(恒定螺旋角)的功能。开发的螺旋槽编程专用软件包,解决了空间螺旋槽编程难的问题。     

难加工材料螺孔振动加工技术

介绍了我公司与北京航空航天大学联合开发的振动攻丝系统的机械设计、控制系统设计及试验结果。指出了振动攻丝在加工高温合金GH4169等难加工材料螺孔时,特别是小直径的螺孔,可直接用未锥加工,其力矩比普通手动攻丝降低1/2～1/3,效率提高3倍以上,并提高了螺孔的加工质量。     

收敛段内壁强力旋压胀形工艺试验

发动机收敛段内壁采用卷锥筒、对焊、胀形工艺,存在着焊缝材料强度低,胀形后焊缝处壁厚减薄量超差的问题。废品率高,潜在质量差。为此做强力旋压、胀形工艺试验。强力旋压有一次成型,二次成型方案。一次成型试验起旋后在距小端60～90nm处屡次产生龟裂,甚至断裂。因此,未作进一步试验;二次成型试验采用的过渡模胎的半锥角定为30°,二次旋压模胎的半锥角仍为12°, 前、中、后共三次消除冷作硬化热处理,零件顺利成型。又通过试验在胀形、热处理、校形工艺及一次胀形成型工艺中选择了前者,型面与样板的间隙<0.15mm。零件达到并超过了图纸的技术要求。     

薄壁隔片腔体的成形新工艺

介绍了以壁厚、直径、长度为(0.3×65×100)mm的圆筒为主体的腔体,两端为法兰,筒中间带有厚度为0.3mm的薄片分隔圆筒而成的隔片腔体。由原来的整体结构切削加工成形改变为拼装结构,采用切削加工与钎焊配合的加工方法,不仅降低了加工的技术难度,产品的加工量与原材料使用量均降为原来的1/3左右,而且也易于达到整体结构的要求指标。为类似结构件的加工提供了一条新的途径。     

薄壁长锥筒加工工艺

为解决薄壁长锥筒零件直径大、长度长、壁薄、小锥度、母线不直度、圆度及尺寸精度要求高的问题。采用整体车削加工工艺，并在机床切削系统的刚性、变形、震颤、平衡刀杆、工艺装备、刀具角度、切削用量等方面进行了研究与技术改进。首次在普通车床上成功地加工出了这种大直径薄壁长锥筒零件，并为类似的结构壳体提供了一条可借鉴的工艺途径。     

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。     

纤维增强C/SiC复合陶瓷材料小螺纹孔攻丝工艺研究

针对C/SiC复合陶瓷材料加工过程中掉渣严重、螺牙成型困难、加工合格率较低等问题,通过大量的工艺试验,摸索出非金属材料小螺纹攻丝螺牙成型的变化规律,从工艺方案的确定、钻头材质的选择、丝锥材质的选择、丝锥攻丝受力等方面总结出在非金属纤维增强C/Si C陶瓷材料上的小螺纹孔攻丝的工艺加工方法。提高了非金属材料小螺纹孔攻丝的合格率。     

边界层转捩对细长锥静、动稳定性的影响

本文简要介绍了边界层转捩对细长锥静、动稳定性影响的实验情况及对结果的分析。实验马赫数M_∞=5.047。模型为一个正圆锥,半锥角θ_c=10°。以模型长为特征尺寸的自由流月R_e数的变化范围为2.2×10~6到13.3×10~6。实验表明;R_e数对细长锥的稳定性有重要的影响。主要原因是R_e数的变化将导致锥面边界层自然转捩位置的改变、因而转捩产生的诱导力矩、诱导阻尼力矩随之发生变化。当转捩发生在后体物面上时,模型的静稳定性下降而动稳定性增加;反之,当转捩发生在前体物面上时,则静稳定性增加而动稳定性下降。静稳定性随R_e数的变化与动稳定性随R_e数的变化之间呈现出对应关系。     

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.