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            航空整體結構件高效高精度加工關鍵技術研究


            隨著現代飛機高速、高機動性能要求的不斷提高,飛機上越來越多地采用整體結構件,如飛機的大梁、隔框、壁板等普遍采用了整體化結構設計。整體結構件在現代飛機、航天器上的應用是制造技術的一大進步。整體結構件具有重量輕,在剛度、抗疲勞強度以及各種失穩臨界值等方面均比鉚接結構勝出一籌的顯著優點。然而,在整體結構件的數控加工過程中,常因毛坯的初始應力、結構的不對稱性及加工工藝的不盡完善等因素的影響導致工件產生彎曲、扭曲以及彎扭組合等加工變形,對于薄壁結構還會產生失穩現象,嚴重影響了航空整體結構零件的生產效率和最終產品精度。同時,隨著材料科學和加工技術的發展,許多高強度輕質合金材料如鈦合金、鎳基合金、新型高強度鋼等在航空整體結構零件中得到廣泛應用。但是,由于這些新型材料特殊的物理力學性能,使其成為典型的難加工材料,嚴重制約著加工效率和產品質量的提高,對加工制造技術提出了更高的要求。航空整體結構零件的加工精度和加工效率是制約現有先進機型批量化生產和新機型研發進度的瓶頸,這一工藝難題更是大飛機研制必須重點突破的制造工藝不銹鋼分樣篩難題。本文以航空整體結構零件為研究對象,在分析航空整體結構件加工各工藝環節如刀具、機床、裝夾和校正等工藝環節發展現狀和存在問題的基礎上,提出相應的解決策略,為實現航空整體結構零件高效高精度加工提出可行的技術方法,以起到拋磚引玉的作用。
              
              一、航空整體結構件高效高精碎石生產線密切削加工刀具
              
              航空整體結構件加工普遍采用數控加工技術,數控加工所依賴的關鍵技術之一就是數控刀具技術。數控刀具的性能和質量直接影響到數控機床生產效率的高低和加工質量的好壞。目前,我國航空制造業中的高檔數控刀具幾乎全部依賴進口。國外用于鋁合金加工的30 000r/min以上設備開始應用于實際生產;隨著新戰機的開發,對不斷涌現的難加工材料(鈦合金、鎳基合金、新型高強度鋼、復合圓管帶式輸送機材料等)提出了越來越高的要求。開發我國航空整體結構件高效、高精密切削刀具不僅可以大大降低我國航空制造業的制造成本,提高加工質量,而且可以從根本上提升我國航空航天工業的數控加工水平。
              
              加工效率的提高主要來源于新型刀具材料的開發與應輸送帶生產線用。到目前為止,已經開發了許多新型高效刀具材料,主要包括:粉末冶金高速鋼(PM HSS)、硬質合金(特別是超細顆粒硬質合金)、金屬陶瓷、立方氮化硼(CBN)和聚晶立方氮化硼(PCBN)、聚晶金剛石(PCD)和單晶金剛石。再加上復合涂層技術(物理涂層PVD和化學涂層CVD),使現代刀具材料的綜合性能得到了提高,促進了航空整體結構件加工效率和加工質量的提高。下面介紹幾種材料的刀具。

            1. GS型香蕉型滾軸篩高速鋼刀具
              
              粉末冶金高速鋼篩分機是高速鋼制造技術的突破,拓展了普通高速鋼的應用范圍,其最大優點是解決了碳化物偏析問題,大大提高了鋼材的強度與韌性,無需再進行鍛造加工來改善組織;另外,合金元素含量可以提高,使材料具有良好的耐磨性。盡管目前硬質合金取代高速鋼成為刀具材料的主流,但高速鋼的高強度和刃口的鋒利性是硬質合金無法比擬的,再加上涂層技術使高速鋼在復雜形狀的精密刀具中仍占據這不可替代的地位,即使在一些航空難加工材料如鈦合金,AF1410新型超強度鋼的加工中高速鋼刀具也發揮著獨特作用。
              
              2. 硬質合金輕型直線篩刀具
              
              20世紀40年代,以碳化鎢為主要材料的用粉末冶金工藝制成的硬質合金出現后,刀具材料出現了一次大的飛躍,切削速度提高了至少三倍以上,耐熱性(以前稱為紅硬性)從600℃提高到900℃以上。在我國,由于通用機床仍占有主要地位,目前硬質合金刀具的使用還沒有達到國外的水平,但是隨著數控機床的推廣,其發展速度也明顯提高,在航空制造業的帶動下,國內一些知名刀具廠家開發的立式復合式破碎機數控刀具(如廈門金鷺特種合金公司)已接近或到達國外同類產品的水平。


             標準篩;

            此文關鍵字:生產線 碎石生產線

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