钛合金航空结构件加工刀具与工艺技术研究现状

在航空工业,钛合金用量常被作为衡量飞机选材先进程度和航空工业发展水平的重要指标之一。钛合金的优异性能也给钛合金的加工带来了巨大困难,钛合金航空结构件更是面临着材料自身难加工与工件结构复杂难加工的双重挑战。对钛合金加工刀具与工艺技术国内外研究现状进行综述,阐述目前制约钛合金高效加工瓶颈难题,介绍了钛合金加工新技术及其发展趋势。

汽车钛合金连杆切削加工中的刀具磨损研究

以汽车钛合金连杆为研究对象,分析了钛合金连杆在切削加工工艺过程中的刀具磨损量、切削力和刀具寿命随着切削速度、润滑压力的变化规律。试验分析结果表明:刀具磨损量随着切削速度的增加而增加,随着水射流润滑压力的增加先减小后增加;刀具切削力和轴向力均随着水射流压力的增大先减小后增加,但轴向力的变化较切削力更加敏感,变化速率更快;刀具寿命随着切削速度的增加而减小,随着水射流压力的增加先增大后减小,钛合金连杆的最佳工况为切削速度75m/min,润滑压力10MPa。

钛合金内螺纹加工的分析与解决方法

介绍了钛合金内螺纹加工中的难题,通过工艺和刀具的改进针对性地完善钛合金内螺纹加工方法,为生产应用提供理论和技术指导。

Ti6Al4V钛合金枪钻加工的切削力试验研究

钛合金在深孔加工过程中存在刀具磨损严重和加工表面质量差等问题。本文采用整体硬质合金单刃枪钻作为深孔加工刀具,通过对刀具结构的分析和对Ti6Al4V钛合金深孔钻削的切削力试验研究,得到工艺参数对切削力的影响规律,结合制孔的表面粗糙度,优化了钛合金枪钻加工工艺参数。同时,通过刀具的磨损分析得到了钛合金枪钻加工过程中刀具的主要磨损形式。

钛合金切削的刀具问题及对策

根据对钛合金切削加工性的分析,针对钛合金切削刀具的主要问题,提出了从刀具入手解决钛合金切削加工问题的思路,以及合理选择刀具材料、确定刀具几何参数、刃磨刀具、冷却润滑的一般原则及方法。

TC4合金固体内润滑刀具干式切削性能有限元分析

TC4(Ti-6Al-4V)合金作为一种典型的难加工材料,过快的刀具磨损严重制约了其切削加工效率。本文提出了一种充气加压式固体内润滑刀具,并采用ABAQUS软件对其切削TC4合金的加工性能进行了有限元分析。结果表明,该刀具利用充气压力将固体润滑剂直接输送到刀具刃部,可在不使用冷却液的情况下达到冷却润滑切削加工区,降低自润滑车刀—TC4合金的摩擦系数的目的,对降低切削温度具有明显效果。

TB9钛合金超声辅助切削试验研究

钛合金作为航空紧固件的主要原材料,其加工性能直接决定了航空紧固件的服役性能,进而影响着航空装备的可靠性,改善钛合金的机械加工性能是提高航空紧固件的有效方法。文章以TB9高强钛合金为研究对象,主要对比传统切削加工和超声切削加工在主切削力、表面加工形貌以及刀具磨损特征等方面的不同,结果表明了与传统切削相比,超声切削有效降低了切削过程中的切削波动,并降低了加工中的切削力;同时超声切削引起的机械划痕深度降低了61.34%,且随着超声振幅的增加,TB9钛合金试样的表面加工质量显著提高、硬质合金刀具的氧化磨损程度降低。

损伤容限型TC21钛合金切削加工工艺研究概述

为克服TC21钛合金切削加工难题,促进其在航空领域的应用,中航飞机股份有限公司西安飞机分公司开展了TC21钛合金的各种机械加工工艺研究。介绍了该项研究所取得的成果,给出了TC21钛合金的锯切、车削、镗削、铣削、钻削、铰削、磨削与攻丝等各种切削加工方法的刀具选择方案和工艺参数,供同行业技术人员借鉴和参考。

不同形貌微织构钛合金切削刀具性能比较研究

为了提升钛合金切削刀具的切削性能,设计了3种不同形貌的微织构刀具,并基于不同切削参数,利用有限元软件对钛合金切削过程进行模拟仿真。对比研究了钛合金切削过程中切削力、切削温度和刀具磨损等主要切削性能要素的变化规律。研究结果表明:在设定的切削参数下,微织构刀具的切削温度和刀具磨损均低于无织构刀具,但其切削力略高于无织构刀具。微织构刀具对切削温度和刀具磨损分布的影响优于无织构刀具。其中V形凹槽织构刀具(T-V)将切削温度降低了25%~37%,刀具磨损降低了27%~39%,综合评价表明其综合切削性能优于T-H,T-N和T-K 3种刀具。不同形貌的微织构刀具的研究可提升刀具的切削性能,为微织构刀具设计提供理论参考。

小厚度腹板精密加工的直刃刀具及其工艺设计

整体式钛合金蒙皮对新一代制导飞行器的空气动力学性能有重要影响。针对蒙皮零件上小厚度腹板以及薄壁立筋弱刚度结构的精密加工,设计了直刃结构的整体硬质合金铣刀。切削试验结果显示:直刃铣刀的轴向切削力对腹板产生下压作用,从而避免了切穿问题,并且在相同切削参数下,其各向切削力均小于常规铣刀;每齿进给量与切削宽度对直刃铣刀切削力的影响比切削速度更显著。综合零件结构特点与刀具性能,充分利用零件自身刚度抑制弱刚度结构的加工变形,设计了典型蒙皮零件的精密加工工艺,通过样件加工验证了所设计的直刃刀具及其加工工艺应用于新一代整体式钛合金蒙皮精密加工的可行性与有效性。