基于五轴加工中心的航空异形结构件装夹技术

航空异形结构件具有结构复杂、加工精度要求高、材料难加工等特点,导致其机加工艺较为复杂,在传统的加工过程中,需设计大量夹具保证机加过程的顺利进行。航空异形结构件的复杂性导致航空异形结构件机加夹具同样结构复杂,设计周期长,直接影响产品的研制周期;另一方面,在研制阶段设计更改选代频繁,对应的机加夹具经常需要反复更改,重复工作量大。随着航空产品任务的不断增加和多轴数控机床的广泛应用,航空异形结构件机加夹具的设计任务也日益繁重,装夹方案设计成为了产品设计与制造过程中的重要环节。

高精度球形滚道的加工

以扭矩压板零件为例,对高精度光滑球形滚道进行工艺研究和实际加工探索,通过数控切削、表面处理和研磨抛光等方面的工艺流程设计,最终保证零件加工要求。该工艺流程适用于不同类型的球形滚道零件,在实际加工中取得了很好的效果。

超高强度钢内花键接头工艺研究

TM210A超高强度钢属于马氏体时效钢,具有强度高、韧性好、热处理工艺简单、焊接性能好及冷热加工性能良好等特点,航空工业庆安集团有限公司大量应用该材料,主要用于作动系统中的关键零部件。内花键接头就是作动系统中比较有代表性的一类零件,主要起传递转速和扭矩的作用,该材料沉淀硬化后硬度≥51 HRC,因为硬度过高,该零件内花键无法在沉淀硬化后加工,只能通过在沉淀硬化前将内花键加工到合适尺寸,经过沉淀硬化后,零件经过收缩变形仍能满足内花键的尺寸要求。通过对内花键接头的加工工艺进行分析,重点介绍了插齿刀具和插齿工装的选用要点,并通过试验摸索出了内花键接头热处理变形规律,同时配合国标内花键塞规的应用,减少了热处理后研磨内花键的低效环节,提高了零件的产出效率。

某壳体组件石墨衬套孔加工工艺改进

某壳体组件是某发动机中的核心关键零件,该组件加工质量的好坏直接影响着产品故障率的高低。随着新制产品和大修任务量的逐年增加,原来的加工质量和加工效率已经无法满足产品的交付需求,急需提高零件的加工质量和加工效率。该壳体组件中含有3组石墨衬套孔,孔径公差小,形位公差严,加工难度大。原工艺安排钻模对3组孔进行加工,通过扩孔、铰孔保证石墨衬套孔的尺寸和形位公差要求,零件的加工质量受制于钻模、刀具的制造精度,零件合格率低,返工率高,造成了极大的浪费。在现场加工改进过程中,通过更换加工设备,优化工装、刀具,并选用合理的切削参数,从而提高了零件的加工效率和加工质量。

航空摇臂类零件的加工工艺研究

航空摇臂类零件是航空产品中重要的承力件,多为薄壁、异形的框架结构,加工过程中存在着加工精度难保证、定位基准难选取和数控刀路难安排等问题。采用传统工艺加工零件,往往需要定制多套夹具,经过多种设备的周转才能完成,其加工质量差,成本高,周期长。通过对航空摇臂类零件的加工工艺进行分析和改进,研究了在加工航空摇臂类零件时的夹具设计方案、刀具的选用以及数控程序编制过程中需要注意的事项,对同类型摇臂的加工具有借鉴意义。

某薄壁细长外花键轴加工工艺研究

薄壁细长花键轴的加工是一项工艺难题,加工工艺流程的优劣直接影响着零件的加工质量。传统的加工工艺流程一般是将外花键安排在热处理前加工,热处理后往往出现变形现象,无法保证零件精度。随着滚齿加工刀具材料技术和涂层技术的发展,使淬硬加工得以实现。通过对零件的特性和加工难点进行分析,对加工工艺进行优化和改进,以及对滚齿夹具的设计应用一种过定位的设计思想,增加了夹具的刚度和定位精度,同时应用了硬质合金AlTiN涂层滚齿刀具,在保证零件质量的前提下,提高了零件的加工效率,对同类型薄壁细长花键轴的加工具有借鉴意义。

大螺距非标双头梯形内螺纹的加工研究

在航空领域中,由于要实现某些特定运动,经常会出现一些大螺距的非标梯形螺纹构件;而内螺纹因为头数、螺距等要求以及空间(螺纹底孔)限制,对加工刀具的结构要求非常严格,同时还需要根据实际螺纹参数合理选择加工工艺,编制数控程序,才能实现内螺纹的加工。以大螺距非标双头梯形内螺纹加工为例,可将螺纹加工分粗、精车2个步骤进行,并考虑螺纹升角的影响,对刀具的形状、尺寸和有关几何角度都做了严格要求,采用宏程序进行控制切削,实际加工取得了很好的效果,对于同类型非标梯形内螺纹零件的加工具有借鉴意义。

基于CATIA的镜像加工研究

航空零件中,存在很多尺寸相同、位置对称的完全对称件。在机械加工对称件的过程中,尤其是复杂结构件,使用CATIA软件进行数控编程、仿真试切时,费时费力,影响机床加工效率。根据对称件零件尺寸一致、形状对称等特点,为了提高加工效率、减少更换刀具耗时,在基于CATIA编程时,应用“Copy Transformation Instruction”功能,对最终数控程序做镜向处理后,可直接用于切削加工。本文以一组对称件的数控加工为例,详细介绍了“Copy Transformation Instruction”的应用方法及注意事项,对于对称件的镜像数控加工具有一定的指导意义。

基于五轴加工中心的航空异形结构件装夹技术

介绍了适合航空异形结构件加工的五轴设备种类,详细分析了几种适合五轴加工的通用高效夹具,以及根据不同零件结构选用装夹方案的原则,对航空异形结构件的工艺安排和夹具选用具有借鉴意义。