先进刀具技术与航空零件切削加工
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高精度航空航天关键机械零部件加工参数1. 引言随着科学技术的不断发展,航空航天领域对于高精度机械零部件的需求越来越高。
这些机械零部件的加工过程需要严格控制各项参数,以确保其具备精确度、可靠性和稳定性。
本文将探讨高精度航空航天关键机械零部件的加工参数及其重要性。
2. 加工参数的定义在航空航天领域中,加工参数是指在加工过程中需要控制和调整的一系列关键参数,包括切削速度、进给速度、切削深度、切削力等。
这些参数的选择和控制直接影响着零部件的加工质量和性能。
2.1 切削速度切削速度是指刀具切削金属材料的速度。
在机械零部件的加工过程中,切削速度的选择应根据材料的种类、刀具的类型和工作环境等因素综合考虑。
切削速度过高会导致刀具磨损加剧,切削速度过低则会降低加工效率。
2.2 进给速度进给速度是指工件在刀具切削下的移动速度。
进给速度的选择应根据切削力和切削深度等参数来确定,以保证加工过程中的稳定性和精度。
进给速度过高会导致加工表面质量下降,进给速度过低则会影响加工效率。
2.3 切削深度切削深度是指切削刀具切入工件的深度。
切削深度的选择应根据工件的材料和几何形状来确定,以确保加工过程中的稳定性和切削力的控制。
切削深度过大容易导致刀具振动和加工表面质量下降,切削深度过小则会影响加工效率。
2.4 切削力切削力是刀具在切削过程中对工件的力作用。
切削力的大小直接影响加工过程的稳定性和零部件的加工质量。
合理控制切削力可以减小刀具磨损、降低加工振动和提高加工精度。
3. 加工参数的影响因素高精度航空航天关键机械零部件的加工参数受多个因素的影响,包括材料的性质、刀具的设计和加工设备的稳定性等。
3.1 材料的性质材料的硬度、韧性、热导率等性质会直接影响切削过程中的切削力和切削温度。
不同材料需要采用不同的加工参数才能保证零部件的性能和质量。
3.2 刀具的设计刀具的几何形状、材料和涂层等都会对加工参数的选择和控制产生影响。
优化设计的刀具能够提高切削效率、降低切削力和改善加工表面质量。
飞机装配中的先进制孔技术与装备探究随着航空航天事业的不断发展,飞机装配技术也在不断的更新和进步。
制孔技术作为飞机装配中的重要环节,对飞机的安全性和性能起着至关重要的作用。
本文将探讨飞机装配中的先进制孔技术与装备,以期更好地理解当今飞机装配领域的最新发展和趋势。
先进制孔技术是指在飞机装配中,采用先进的技术和装备来进行飞机零部件的孔洞加工。
随着飞机使用材料的不断更新和发展,传统的孔加工技术已经不能满足飞机装配的需要,先进制孔技术的出现为飞机装配提供了更加高效、精密和自动化的解决方案。
在这方面,先进的数控机床、激光加工设备、超声波加工设备等成为飞机制孔技术的主要装备。
数控机床是飞机制孔技术中不可或缺的一部分。
它能够根据预先输入的程序,自动完成零部件的孔洞加工,具有加工速度快、精度高、稳定性好的特点。
在飞机装配中,各种材料的孔洞加工都需要数控机床来完成。
为了适应飞机轻量化的趋势,新型的数控机床还在不断的研发和推广,以满足更高的加工精度和效率需求。
激光加工设备是另一种先进的制孔技术装备,它能够利用激光束对各种材料进行精密的加工,具有非接触加工、无切削力和热影响小等优点。
在飞机装配中,激光加工设备可以对各种复杂形状的孔洞进行加工,而且还可以实现多孔同时加工,提高了加工效率。
激光加工还可以用于对材料表面进行刻蚀处理,提高了零部件的耐腐蚀性和表面质量。
超声波加工设备是近年来出现的一种新型制孔技术装备。
它利用超声波的振动作用来进行材料的加工,具有加工速度快、加工力小、加工质量高等特点。
在飞机装配中,超声波加工常用于对复杂材料的孔洞加工,如碳纤维复合材料、钛合金等。
这些材料传统的孔加工技术往往难以胜任,而超声波加工设备则能够轻松应对,成为飞机装配中的重要装备之一。
除了以上提到的装备之外,飞机装配中的先进制孔技术还涉及到一系列的加工工艺和技术。
自动化加工线可以实现对零部件的连续加工,提高了生产效率。
先进的刀具技术和刀具涂层技术可以提高刀具的使用寿命和加工质量。
第三讲1.高速切削技术高速切削的产生背景和发展史高速切削(HSM或HSC)通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣,它是20世纪90年代迅速走向实际应用的先进加工技术,在航空航天制造业、模具加工业、汽车零件加工、以及精密零件加工等得到广泛的应用。
高速铣削技术既可用于铝合金、铜等易切削金属,也可用于淬火钢、钛合金、高温合金等难加工材料,以及碳纤维塑料等非金属材料。
例如,在铝合金等飞机零件加工中,曲面多且结构复杂,材料去除量达高达90%~95%,采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度;在模具加工中,高速铣削可加工淬火硬度大于HRC50的钢件,因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨,在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。
高速切削概念始于1931年德国所罗门博士的研究成果:“当以适当高的切削速度(约为常规速度的5~10倍)加工时,切削刃上的温度会降低,因此有可能通过高速切削提高加工生产率”。
60多年来,人们一直在探索有效、适用、可靠的高速切削技术,但直到20世纪90年代该技术才逐渐在工业实际中推广应用。
高速切削最早在飞机制造业和模具制造l受到很大的重视。
为使飞机的零部件满足很高的可靠性要求,大部分重要零件都是在整块铝合金坯件卜铣削而成,既可减少焊缝,又可提高零件的强度和抗振性。
但常规铣削效率很低,从而导致了高的生产成本和长的交货时间。
高速切削是克服这方面问题的最好解决方案。
汽车工业中,模具制造是产品更新换代的关键。
新车型定型后,模具制造周期的长短直接影响到产品的上市时间,也关系到市场竞争的成败。
所以在80年代美国、欧洲和日本的政府都出巨资推动高速切削在模具制造中的应用研究,90年代初高速切削已进入工业化应用。
图16 高速切削在生产应用中的发展历程图17 采用高速切削后产品质量提高的历程a一硬质合金切钢 b一硬质合金切铸铁c—CBN切铸铁图16是德国宝马公司(BMW)采用高速切削的历程。
切削过程智能化实现高效高精度加工——访哈尔滨理工大学机械动力工程学院院长刘献礼教授海山【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2018(061)018【总页数】2页(P24-25)【作者】海山【作者单位】【正文语种】中文:请您简单介绍一下哈尔滨理工大学高效切削及刀具国家地方联合工程实验室目前主要的研究内容与科研特色。
刘献礼:哈尔滨理工大学高效切削及刀具国家地方联合工程实验室是由国家发改委于2011年批准,在哈尔滨理工大学先进切削加工技术及刀具实验室的基础上建设的。
现有固定研究人员40余人,硕士研究生160人,博士研究生及博士后人员20余人,拥有切削刀具性能评价平台、高性能刀具设计平台、智能切削数据库与信息共享平台、高效切削技术研发平台、切削加工过程智能监控与信息化技术平台、切削加工工艺与刀具技术培训咨询服务平台6个平台等,完成国家攻关、科技支撑计划、国家基金及地方等切削及刀具类项目100余项,获得国家及省部级科技奖项20余项。
目前,承担国家、地方及企业委托项目60余项,主要研究方向有数控加工过程智能优化、先进刀具(刀片)设计及制造、切削数据及管理、重型切削、高速切削、清洁切削、切削过程仿真及优化、切削加工过程振动控制技术等。
:专用化是刀具发展的一个主要趋势,针对航空用特殊材料,如高温合金、高强钢等的加工,课题组在刀具的设计过程中做了哪些探索性的工作?取得了哪些科研成果?未来的研究重点将有哪些?刘献礼:哈尔滨理工大学针对难加工材料进行高效切削技术方面的研究已经有30年的历史了,在切削参数优化、专用刀片开发及专用刀具开发方面等做了大量工作,相关科研成果解决了多项企业切削技术难题,例如20世纪80年代初,针对加氢反应器的筒节难加工材料开发了4K25重型刀片,此款刀片目前在重型切削加工领域还在广范应用。
近期哈理工与株洲钻石公司在04专项的支持下,共同开发针对航空航天高温合金、钛合金典型零件的PCBN刀具和PCD刀具系列;与西航及西北工业大学合作,结合04专项开发整体叶盘加工用系列刀具,包括插铣刀、锥球头铣刀和盘铣刀,这些系列刀具填补了国内空白,并具有系列化产品。
金属加工工艺中的先进切削技术研究在当代制造业领域,金属加工工艺一直扮演着重要的角色。
随着科学技术的不断发展和创新,先进切削技术正成为金属加工工艺中的关键环节。
本文将对金属加工工艺中的先进切削技术进行研究和探讨。
1. 先进切削技术的定义与意义先进切削技术是指结合现代工程学、材料科学、机械力学等相关学科的知识与理论,在金属加工工艺中应用创新技术,追求高效、精密和经济的切削加工方式。
其意义在于提高金属加工的效率、加工质量和降低成本,从而推动整个制造业的发展。
2. 先进切削技术的发展趋势(1)超硬刀具技术:超硬刀具具有高硬度、高热稳定性和耐磨性等特点,能在高速切削中保持较长的切削时间和良好的切削性能。
(2)高速切削技术:高速切削技术能够提高金属切削的效率,缩短加工时间,减少加工成本,并减小加工过程中的振动和热变形。
(3)微细切削技术:随着精度要求的提高,对微细切削技术的需求也日益增长。
微细切削技术能够实现微细加工,获得更高的精度和表面质量。
(4)复合切削技术:复合切削技术将多种切削工艺结合起来,综合利用各种切削方式的优势,以提高加工效率和加工质量。
3. 先进切削技术的应用案例(1)高速铣削技术在航空制造中的应用:高速铣削技术能够加工各种难加工材料,高效完成复杂的造型零件加工任务,提高航空制造中的加工效率。
(2)微铣削技术在精密电子制造中的应用:微铣削技术能够获得非常小的加工尺寸和高精度的加工表面,满足精密电子产品对加工精度和表面质量的要求。
(3)刀路优化技术在汽车制造中的应用:刀路优化技术能够通过优化刀具轨迹和加工参数,提高汽车零部件的切削效率,减少加工时间和成本。
(4)超硬刀具技术在模具制造中的应用:超硬刀具能够实现高速、高效的精细加工,提高模具制造的效率和加工质量。
4. 先进切削技术的挑战虽然先进切削技术带来了诸多优势,但也面临一些挑战。
首先,先进切削技术的引入需要大量的技术投入和设备更新,因此成本较高。
超精密切削加工技术介绍
超精密加工技术是适应现代高科技的需要而发展起来的先进制造技术, 是高科技尖端产品开发中不可或缺的关键技术, 是一个国家制造业水平重要标志, 是先进制造技术基础和关键, 也是装备现代化不可缺少的关键技术之一, 在军用和民用工业中有着十分广阔的应用前景。
金刚石超精密切削技术, 是超精密加工技术发展最早的、应用最为广泛的技术之一。
超精密切削加工技术
1、超精密切削的历史
60年代初,由于宇航用的陀螺,计算机用的磁鼓、磁盘,光学扫描用的多面棱镜,大功率激光核聚变装置用的大直径非圆曲面镜,以及各种复杂形状的红外光用的立体镜等等,各种反射镜和多面棱镜精度要求极高,使用磨削、研磨、抛光等方法进行加工,不但加工成本很高,而且很难满足精度和表面粗糙度的要求。
为此,研究、开发了使用高精度、高刚度的机床和金刚石刀具进行切削加工的方法加工。
2、超精密切削加工的应用
(1)平面镜的切削
平面度
金刚石刀具
1、金刚石刀具特点
金刚石刀具拥有很高的高温强度和硬度,而且材质细密,经过精细研磨,切削刃可磨得极为锋利,表面粗糙度值很小,因此可进行镜面切削。
金刚石刀具超精密切削主要用于加工铜、铝等有色金属,如高密度硬磁盘的铝合金基片、激光器的反射镜、复印机的硒鼓、光学平面镜,凹凸镜、抛物面镜等。
超精切削刀具材料有天然金刚石,人造单晶金刚石。
金刚石刀具磨损的常见形式为机械磨损和破损。
机械磨损——机械摩擦、非常微小;破损。
先进机械加工技术在航空发动机制造中的应用先进机械加工技术在航空发动机制造中的应用随着航空业的迅速发展,航空发动机的制造要求也越来越高。
为了满足航空发动机的制造要求,各种先进的机械加工技术被应用于航空发动机的制造过程中。
这些先进的机械加工技术在提高生产效率、降低制造成本、提高产品质量和实现设计创新等方面发挥了重要的作用。
本文将重点介绍先进机械加工技术在航空发动机制造中的应用,并对其技术特点和优势进行分析和讨论。
先进机械加工技术在航空发动机制造中的应用主要包括数控加工技术、激光加工技术和高速切削技术等。
数控加工技术是航空发动机制造中最常用的机械加工技术之一。
数控加工技术通过计算机控制加工工具的运动轨迹和加工参数,可以实现复杂零件的高效加工。
航空发动机制造中的许多关键零部件,如涡轮盘、涡轮叶片和涡轮内衬等,需要进行高精度的加工才能满足其工作要求。
数控加工技术可以实现加工精度的大幅提高和加工工艺的优化,从而提高产品的质量和性能。
此外,数控加工技术还可以实现加工过程的自动化和集成化,提高了生产效率和制造成本的控制。
激光加工技术是一种通过高能激光束对材料进行加工的技术,其特点是无接触、无切削力和可非常精细的控制加工区域和深度等。
在航空发动机制造中,激光加工技术主要应用于涡轮盘的开槽、孔洞的加工和涡轮叶片的修整等方面。
由于航空发动机的旋转部件需要在高转速下工作,因此对其平衡性能的要求非常高。
激光加工技术可以实现对涡轮盘上的开槽进行精密加工,提高其平衡性能。
此外,激光加工技术还可以实现对涡轮叶片进行精细修整,优化叶片的气动性能,提高发动机的效率和推力。
高速切削技术是一种通过提高切削速度和切削深度来提高加工效率和降低加工成本的技术。
航空发动机制造中的许多零部件,如转子、压气机叶片和涡轮叶片等,需要通过切削加工来获得其精确的几何形状和表面质量。
传统的切削加工技术由于切削速度较低,加工效率不高,制造成本较高。
而高速切削技术可以实现切削速度的大幅提高,加工效率的显著提升和加工表面质量的改善。