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机械网--合理应用刀具 实现航空产品高速加工

发布时间:2021-11-18 08:39:42 阅读: 来源:钮扣厂家
机械网--合理应用刀具 实现航空产品高速加工

昌河飞机工业(团体)有限责任公司(以下简称“昌飞公司”)是我国直升机科研生产基地和航空工业骨干企业拆迁补偿给的少可以告吗,具有研制和批量生产多品种、多系列、多型号直升机和航空零部件转包生产的能力。“飞机中大型、复杂、薄壁整体结构件的加工工时已占整机结构件机加工工时的60%以上,且该技术显现出在全部产品的利用比例越来越大和尺寸更大、壁厚更薄、结构更加复杂的发展趋势。”昌飞公司工程技术部副总工艺师林东告知记者。为满足以大型.复杂、薄壁为典型特点的弱刚性机身结构件的加工需求,最近几年来高速加工技术被广泛利用于航空制造领域。通过大量的生产加工实践,昌飞公司在刀具使用和高速加工技术等方面总结出了很多经验。刀具结构的改进由于实际生产加工的千差万别,高速刀具在利用中总会面临各种新的实际问题,“我们感觉仅仅依托刀具厂商提供的通用刀具是不够的,有的时候必须要做1些改进。”林东认为刀具的利用必须真正适合自己的生产实际。在某部件的加工生产中,现场工人发现常常出现刀具柄部与工件产生摩擦的现象(见图1),而且工件产生严重震颤,跳动10分利害;这就导致工件表面质量没法保证,轻者超差,重者报废。由于粗糙度差拆迁户应该怎么谈判拆迁,不能不采取预留加工余量的办法,经机械加工以后再交由钳工进行修挫,以到达表面质量要求。实际上,这明显不是久长之计,而且是与高速加工的初衷相背背的,加工效率很低。图1 原刀具使用前后对比

因此,林东和他的同事们开始了实验摸索,寻觅造成这类现象的缘由。终究他们发现刀具结构本身存在1些不适应加工的问题:切削刃直径与夹持部位直径1致,刀具是长不足;切削刃、排屑槽太长,刀具整体刚性弱。针对这些问题,他们对结构进行了相应改进切削刃后部刀柄留有避空区域,避免摩擦;改成短切削刃、短排屑槽;以增强刀具整体刚性(见图2)。改进以后效果10分明显,高筋侧面加工,尺寸精度高,表面质量好。图2 刀具结构改进前后对比

“改进本身说起来可能很简单;但确切是经过了很长时间实验摸索得出的结论。”林东强调说。对这1改进;林东认为有3方面值得注意:1是除夹持部位外,切削刃后部刀柄直径应略小于切削刃直径,通常要小0.1~0.2mm——对这1公道范围的肯定;林东1再强调它的来之不容易;2是切削刃长度要与切削刃直径相当,这与高速加工的小切深、大进给策略相吻合,高速刀具的切深1般不应超过切削刃直径值;3是排屑槽长度略善于切削刃长度即可;这样可以保持刀具的整体刚性。切削参数研究除公道选用刀具之外,能否公道选择切削参数更是直接影响到加工质量的好坏和加工效率的高低。虽然多数刀具厂家均能提供线速度Vc(转速n)、每齿进给量fz(进给F)这两项切削参数,但林东认为刀具厂家所提供的切削参数无疑是有局限性的,因其多数是通过切削实验取得的上限值,且切削实验时试件具有强刚性,“所以他们提供的切削参数特别适合工件具有强刚性时的粗加工阶段,对工件具有弱刚性的精加工阶段,切削参数却没法准确肯定法院判强拆违法依据什么。”明显,这对主要显现弱刚性特点的航空产品而言,问题显得更加突出。“刀具厂家所提供的切削参数的局限性在于,没有考虑机床、刀具夹持方式、刀具夹持后悬长、工件特点等对切削参数的影响;核心问题就是未将刀具、机床和工件作为全部系统来考虑对切削参数的影响。”林东指出,“1般情况下,我国高速加工机床的加工效率只有国外的1/10-1/4,有时乃至更低。对航空业而言,根本缘由在于我国还没有适合航空产品特点的高速刀具切削参数数据库。”因此,昌飞公司和北京航空航天大学共同进行了《基于切削进程仿真的数控加工工艺优化技术利用研究》的项目课题;旨在寻求1条快速取得高速对具切削参数的新途径,以取代传统的“试切”方法,创建适用于航空产品加工的高速刀具切削参数数据库。其基本原理在于通过动力学仿真手段来取得切削参数建立动态切削力模型,通过理论计算肯定切深和转速,并利用震颤稳定域图形描述切深与转速之间的关系,终究通过优化软件;输入相干条件,肯定切削参数。他们还在研究中总结出3种工件特点,用以描述多数飞机结构件的结构特点:平面特点、侧面特点、转角特点(见图3、图4)。其研究成果已在昌飞公司的多种机型结构件中利用,对加工效率与质量的提高效果10分显著。图3 平面特点

图4 转角特点

“动力学仿真手段对比传统试切手段取得切削参数;时间上减少了87%,且节省了大量的试切材料和试切机时,加工效率提高了 90%~180%,产品合格率提高了40%,数控车间生产能力提升了60%。”林东历数这1研究所带来的好处,“在大型.复杂、薄壁结构件的加工中,效果特别显著——主要体现在加工效率和表面质量上。”平面加工效率是优化前的1.9倍,侧面加工是3.84倍,转角加工则是3倍。林东最后指出,“生产企业有实际利用环境,研究院所有理论研究气力,刀具厂家有专业研究条件。以生产企业为利用平台;吸收研究院所、刀具厂商研究气力和条件;实现产学研结合,才能真正提高切削刀具利用水平。” (end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章