螺纹机用丝锥的设计与制造

为解决2Cr13材料工件的高速攻丝,经分析2Cr13切削加工、螺纹切削加工、零件结构与机械攻丝的特点,设计制造M10×0.5和M12×0.76丝锥。该丝锥采用右旋螺旋槽,螺旋角35°、前角6°、后角2°30′、后刃外角90°、切削锥角因零件空刀槽的限制定为11°、各齿等分允差±10′,采用斜向铲磨法加工制作。使用中又有正确工艺措施使该种右旋螺旋槽机用丝锥达到每个攻制40Q余个螺孔的水平。     

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。     

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。     

小尺寸钛合金套扣板牙工艺研究

介绍了小尺寸钛合金套扣板牙的研制过程,扼要论述了板牙几何尺寸改制的基本特点及必要的综合工艺条件;把标准板牙刃适当变窄,减小板牙与工件接触,采用小前角及小刀倾角增加了刀尖强度,切削速度V=1～1.5m/min为宜。并对板牙改制前后的切削寿命、切削扭矩进行了对比。     

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。     

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。     

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.     

钛合金攻丝

钛 合 金 加 工 的 一 般 情 况 钛及其合金是五十年代初期发展起来的新型金属材料。由于它具有比强度高、抗蚀性能极好、在500℃下热强性亦好等十分突出的优点,因此,在航天、航空工业中已获得日益广泛的应用。 但是,钛合金的切削加工是困难的,一般来说,其难点主要表现在: 1.由于钛合金的导热性差(约比钢低5倍,比铝低15倍),密度小,比热也小,在切削中产生的切削热很难从切屑和工件传出,所以,大部分热量停留在刀头上,严重影响刀具寿命。 2.在切削钛合金时,切屑与刀具的前刃面接触长度极短,停留在刀头上的大量切削热就集中倾注在切刃附近的狭长…     

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。     

月壤剖面锥型螺旋刃成孔钻头设计

针对月壤剖面钻进成孔探测需求,提出一种锥型螺旋刃成孔钻头,建立其钻进排屑性能的理论模型,并以此开展钻头结构参数的优化设计。在此基础上,分析螺旋刃切削姿态及其切削参数,基于直线刃平面切削理论建立锥型螺旋刃成孔钻头钻进切削负载预估模型,开展锥型螺旋刃成孔钻头模拟月壤剖面钻进负载特性试验验证。研究结果表明,相比于直线刃钻头,锥型螺旋刃成孔钻头的钻进排屑性能更优,而且钻进切削负载模型与试验结果具有较好的吻合度。研究成果对我国拟实施的月面钻取采样工程具有重要的借鉴价值。     

薄壁深孔加工

深孔加工,随孔深与孔径比值增大,其加工难度也增大。为了克服切削热和振动等不利因素的影响,采用了管料刀杆,使冷却液顺管腔排出,起冷却润滑作用;用夹布胶木导向减振休和切削平稳的浮动镗刀,适当控制切削用量,以保证薄壁深孔加工的精度。     

双孔燃气二次喷射推力矢量性能影响因素数值分析

针对大尺寸潜入式喷管双孔燃气二次喷射推力矢量控制的影响因素进行数值模拟,主要分析了喷射孔径、喷射角、喷射位置、喷射孔夹角及喷射孔包抄角对侧向控制力、轴向推力的影响规律与强度。结果显示,随着所研究喷射参数的线性变化,侧向控制力和轴向推力损失都呈现出了复杂的非线性变化规律,通过线性拟合,发现了轴向推力随包抄角、喷射角及喷射位置的增大而减小的趋势,发现了侧向控制力随喷射孔孔径及喷射角的增大而增大的趋势。通过K/R2方法对喷射参数在侧向控制力和轴向推力方面影响规律的分析发现,对轴向推力的影响由强到弱依次是喷射角、喷射位置、包抄角、孔径、喷射孔夹角;对侧向控制力的影响由强到弱依次是孔径、喷射角、喷射位置、喷射孔夹角、包抄角。     

钛合金三向座体加工

钛合金是一种轻质高强的适于航空航天用的理想合金。它强度高,弹性模量小,加工反弹大,属难切削材料。我车间近十年来多有较小尺寸的各种钛合余零件加工,积累了一定的经验。     

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。     

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。     

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。     

航天质量管理的实践（续）

由于航天产品对使用的元器件品种多、数量大、要求高、国产元器件质量水平低、进口元器件质量难以控制、以及选用和到货后控制不严等现状，造成航天产品在研制试验过程中出现元器件问题较多，每个型号失效几十例，每年全航天系统发生元器件失效几百例，严重影响了型号研制的进程。     

日本MU顶级发动机研制现状

日本为了配合M—3SⅡ运载火箭的发射,正在研制两种类型的顶级发动机:KM—D和KM—M,设计上采用了几项新的技术:含HMX的HTPB推进剂;加压固化的头部满装填药柱;尾部喉塞式烟火点火器;钛合金15V—3Cr—3Al—3Sn壳体(KM—D)和碳纤维/环氧树脂缠绕壳体(KM—M),以及使用螺旋弹簧装置展开的可延伸出口锥(KM—D),文中对两种发动机的设计特点及研制现状作了介绍。     

内外流一体化航天器气动特性分析与减阻设计

针对超低地球轨道内外流一体化卫星和带孔空间碎片的气动特性分析与减阻设计问题,采用试验粒子Monte Carlo(TPMC)方法对200 km高度带头帽通孔圆柱体航天器外部绕流和内部流动并存问题进行模拟。结果表明:TPMC模拟结果与直接模拟Monte Carlo(DSMC)结果相一致,验证了TPMC方法的可靠性,以及对内外流并存问题的适用性;对于本文所考虑的内外流一体化问题,TPMC方法的计算速度是DSMC的2000余倍,消耗内存也比后者少1~2个量级;小攻角范围内,通孔的存在使得压阻分量减小,摩阻分量增大,综合效果是使阻力减小;外部表面对内孔表面的遮挡作用以及内孔表面之间的多次反射效应使内孔表面受到比较明显的压力,多次反射作用在轴向中部区域最强。