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。     

CFRP薄壁圆筒壳端面磨削工艺研究

阵列碳纤维复合材料管是由碳纤维增强复合材料(CFRP)薄壁圆筒壳阵列排布后粘接制备而成，兼具碳纤维复合材料和蜂窝结构的优异性能，是一种新型的可应用于深空探测反射面板的理想材料结构。由于材料和制备方面的特殊性，在阵列碳纤维复合材料管加工过程中会由于磨削力过大导致多种加工损伤，为其高效低损伤加工带来了挑战。本文开展CFRP薄壁圆筒壳磨削加工正交试验，系统研究磨削深度、切出角度、主轴转速、进给率对磨削力的影响规律和影响程度。研究结果表明:工艺参数对水平面合力的影响程度依次为进给率、磨削深度、切出角度、主轴转速，对轴向力的影响程度依次为切出角度、主轴转速、进给率、磨削深度。研究对阵列碳纤维复合材料管高效低损伤加工工艺的制订具有参考意义。     

基于NSGA-Ⅱ算法优化的SiC_p/Al复合材料超声磨削表面评价研究

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_p/Al)具有优异的机械物理性能,也是一种典型的难加工材料,加工表面易产生裂纹、凹坑等缺陷,使用表面粗糙度难以有效表征评价该类材料的表面加工质量。针对SiC_p/Al复合材料加工表面质量表征评价困难的现状,文章提出了综合反映SiC_p/Al复合材料已加工表面形貌特点的特征参数Scr的概念,并以其为优化目标,基于NSGA-Ⅱ算法对SiC_p/Al复合材料超声振动磨削加工进行了工艺参数优化,获得了优化工艺参数组合为主轴转速n=15 000 rpm、进给速度v_f=5 mm/min、磨削深度a_p=15μm、超声振幅A=5μm。对工艺参数优化方法的有效性进行了实验验证,结果表明,采用优化后的工艺参数提高了SiC_p/Al复合材料的加工表面质量,特征粗糙度能够有效表征SiC_p/Al复合材料的加工表面质量。     

EW75M镁合金铣削过程切削力试验研究

设计新型稀土镁合金EW75M(Mg-5.0Y-7.0Gd-1.3Nd-0.5Zr)的多因素正交切削实验,获得切削速度vc、每齿进给fz及切削深度ap三因素影响下的切削力参数,通过数据处理和线性回归分析,建立切削力的数学模型,检验回归关系和系数的显著性,进行正交试验结果的直观分析。研究表明:ap和fz与切削力呈正相关关系,影响高度显著,vc对切削力的影响先正后负,在vc=400m/min附近出现"临界速度";在实际加工中可以通过提高主轴转速减小切深控制切削力。     

复合材料副反射器模具的设计和制造

采用碳纤维复合材料制造天线构件可减轻天线重量,提高天线性能。讨论了研制天线副反射器采用低膨胀合金（殷钢）模具材料的必要性。通过对模具材料的选择、模具结构分析及加工工艺研究,论述了碳纤维复合材料副反射器模具的设计和制造。在制定合理、先进的工艺规程基础上,解决了模具制造过程中殷钢材料切削加工和热处理工艺等工艺技术难题。研制出的碳纤维复合材料天线副反射器模具表面精度达0.028mm（r.m.s.）。     

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。
     

碳纤维复合材料高速钻削力的研究

在钻削碳纤维复合材料时,经常会遇到分层、劈裂等各类加工缺陷,而这些缺陷主要是由钻削轴向力引起的。文章就高速钻削条件下刀具、转速、进给量、钻孔个数、材料厚度等钻削参数对轴向力的影响进行了全面系统的研究。     

针刺预制体参数对C/C复合材料力学性能的影响

通过针刺与化学气相沉积分别制备碳纤维预制体与碳基体,获得针刺C/C复合材料.研究了针刺密度、针刺深度、网胎面密度等预制体成型工艺参数对C/C复合材料力学性能的影响,并探讨了预制体体积密度与C/C复合材料力学性能关联关系.结果表明,针刺密度在20～ 50针/cm2之间时,C/C复合材料拉伸强度先增后减,而层间剪切强度一直上升;针刺深度在10～16 mm之间时,拉伸强度和层间剪切强度随针刺深度的提高而增加;网胎面密度在100～300 g/m2之间时,拉伸强度和层间剪切强度随网胎面密度的提高而降低;当只改变针刺密度、针刺深度、网胎面密度其中一个成型参数时,拉伸强度和层间剪切强度受预制体密度影响显著,预制体密度可作为预测C/C复合材料力学性能的一个宏观成型参数.     

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。     

高体积分数SiCp/Al复合材料航天结构件的铣磨加工

通过工艺试验,研究了工艺参数对铣磨力与铣磨表面质量的影响。结果表明,较高的主轴转速、较低的进给速度与铣磨宽度是降低铣磨力的有效手段,铣磨工具的磨粒颗粒度是影响铣磨表面质量的主要因素。通过对一系列典型高体积分数Si Cp/Al复合材料航天结构件进行样件加工,验证了铣磨工艺的可行性与有效性。     

针刺预制体参数对C/C复合材料力学性能的影响（英文）

通过针刺与化学气相沉积分别制备碳纤维预制体与碳基体,获得针刺C/C复合材料。研究了针刺密度、针刺深度、网胎面密度等预制体成型工艺参数对C/C复合材料力学性能的影响,并探讨了预制体体积密度与C/C复合材料力学性能关联关系。结果表明,针刺密度在20~50针/cm2之间时,C/C复合材料拉伸强度先增后减,而层间剪切强度一直上升;针刺深度在10~16 mm之间时,拉伸强度和层间剪切强度随针刺深度的提高而增加;网胎面密度在100~300 g/m2之间时,拉伸强度和层间剪切强度随网胎面密度的提高而降低;当只改变针刺密度、针刺深度、网胎面密度其中一个成型参数时,拉伸强度和层间剪切强度受预制体密度影响显著,预制体密度可作为预测C/C复合材料力学性能的一个宏观成型参数。     

纯镍的车削和断屑切削试验

纯镍,因其加工性能差而被看作难加工材料。切削镍时,最重要的特点是切削热集中于刀刃处,刀具磨损极为严重。在V=45米/分,f=0.25毫米/转时,用高速钢刀具加工镍,在刀刃附近,前刀面上温度达800°～850℃,后刀面上温度达900℃,大大超过了高速钢的相变温度,使刀具迅速失去切削能力。在V=8米/分,f=0.23毫米/转条件下,用YG6X硬质合金加工纯镍,后面磨损V_B=1.12毫米,切削路程仅17.6米。用超细颗粒硬质合金YH_1进行切削,情况亦相同。由此可知,纯镍加工不能采用高速钢和硬质合金刀具进行,而必须改用更新型的刀具材料。(参见《航天工艺》1983年第三期“纯镍的车削加工”一文)     

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。     

SiCp/Al复合材料超声振动复合切削加工技术研究

SiCp/Al复合材料是具有优良物理、机械性能的难加工材料,常规切削加工存在加工精度及表面质量差的问题。为解决此类材料精密加工问题,采用超声振动复合切削加工方法,设计了专用的超声振动复合切削加工装置,并进行切削加工试验研究。试验结果表明,超声振动切削加工可显著提高SiCp/Al复合材料加工精度及表面质量。     

太赫兹喇叭芯模车削工艺研究

太赫兹频段以其高分辨率和轻小型化等特点,在电子、信息、国防和航天领域拥有巨大的应用前景.以448 GHz太赫兹喇叭的芯模为研究对象,针对此类微细窄槽结构,进行加工工艺研究.通过装夹方式对受力的影响分析,优化加工过程中的装夹方式,减少径向切削力对同轴度和尺寸精度的影响;针对细微窄槽的加工,设计成型刀具,减少机床重复定位误差对窄槽精度影响;建立切削过程仿真模型优化切削参数,降低切削力,;优化走刀路径,加强切削系统的刚性,以减小变形.通过试切对工艺方案进行验证,完成了在直径?0.65～?3.52 mm的锥形结构上均布宽0.1±0.005 mm,单边深度0.33 mm,间隔0.2 mm,即中间隔片厚度0.1 mm的窄槽加工.从而解决此类高精度微细结构加工难题,为更高频段太赫兹喇叭加工提供工艺经验.     

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。     

GH4133A材料高精球面加工技术

对GH4133A材料高精球面加工研究结果进行了讨论,论述了该材料精车加工中刀具材料、刀具角度、冷却液及切削速度、切削深度、进给量的选择,介绍了所设计的球面加工装置,并介绍了研究结果应用于实际生产所达到的效果。     

镁合金铸件缺陷搅拌摩擦修复工艺方法

针对航天器铸件缺陷率高,修复难度大的现状,提出采用搅拌摩擦加工技术实现缺陷修复的新方法。首先制备了含缺陷的AZ91D镁合金试板,并以此作为实验材料进行了搅拌摩擦修复工艺实验,在旋转速度为500r/min,前进速度100mm/min,下压量为1.5mm的工艺参数下,修复区域成形良好。修复前后X射线照片表明,搅拌摩擦加工技术有效修复了镁合金试板中的铸造缺陷。最后对航天器铸件中常见的T形结构和角形结构开展了对应的实验研究,在现有条件下,采用自制简易夹具,可以完成T形结构和角形结构的搅拌摩擦加工。研究结果表明,采用搅拌摩擦方法修复航天器铸件缺陷从技术上是可行的。     

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。     

基于激光旋切法的陶瓷材料盲孔加工方法研究

介绍了激光打孔的基本原理,对激光能量、离焦量、轨迹在激光旋切法加工盲孔过程中对孔形和表面质量的影响进行了分析和试验验证,并给出了一般规律.依据试验结果确定了合理工艺参数,采用旋切法在碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（Cf/SiC）上打出了孔径为1 mm,孔深为1.1 mm,锥度小于15°的盲孔.