航天异形紧固件加工多工位专用机床设计

为提高异形航天紧固件的加工精度和加工效率,将原紧固件生产工艺进行集中优化,研发多工位组合加工专用机床。通过对零件尺寸、表面粗糙度及形位公差的分析,完成满足加工要求的床身单元与送料分度等设计。该机床通过一次装夹,实现同时加工4个紧固件,完成扩孔、铰孔、倒下锥角和攻螺纹4个基本工序。采用专用复合刀具加工,满足紧固件的尺寸及精度要求。该机床已经完成批量样件试制,经检测达到紧固件的图纸精度要求,加工时间满足生产节拍要求。为航天领域同类型异形紧固件实现全自动化加工提供了有效的解决方案。

以业务为核心的航天企业数据治理方法新见解

信息化技术与自动化技术对当前的航天事业形成了一定的推动性作用,数据资源在航天企业的发展中不只是生产研发形成的副产品,而是成为开发新业务时需要的核心资源。航天企业在将业务放到核心发展位置上时,应注重做好数据的深度利用与开发工作,将决策、经营以及生产水平提升。本文针对当前航天企业的基本发展状况,探讨其运用到数据治理工作中的全新方法。

无氰镀银层水性硅溶胶封闭工艺及镀层结构与耐蚀性

[目的]镀银层往往存在孔隙,使其耐蚀性无法满足苛刻的海洋环境应用要求,因此有必要对其进行封闭处理。[方法]采用水性硅溶胶对5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)体系无氰镀银层进行封闭,通过正交试验优化封闭处理的工艺条件。借助扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及电化学阻抗谱(EIS)测试分析了封闭后Ag镀层的微观结构、化学组成及耐蚀性。考察了1Cr18Ni9Ti不锈钢和GH2132合金表面Ag镀层经硅溶胶封闭后的耐酸性盐雾性能。[结果]较佳的封闭液组成和工艺条件为:丙烯酸树脂100 g/L,中性硅溶胶26 g/L,表面活性剂1 g/L,室温,时间60 s。在该条件下封闭后,Ag镀层表面疏水性和耐蚀性提高;Ag镀层的微观表面形貌未发生改变,封闭剂仅渗入镀层孔隙,而未在表面形成连续的膜。1Cr18Ni9Ti不锈钢和GH2132高温合金经“无氰镀银+水性硅溶胶封闭”处理后可以通过192 h的酸性盐雾试验。[结论]采用水性硅溶胶封闭处理可显著提高无氰镀银层的耐蚀性,对航空零部件的发展具有重要意义。

基于键合图的环切机构动力学建模及其非线性振动研究

管道切口端面的质量是保障管路系统安全运行的重要因素之一,但在管道切削过程中存在非线性因素,可能会导致切管机发生混沌、拟周期等有害振动,从而影响切削精度和加工质量。因此,揭示切管机动力学失稳的机制以避免有害振动是改善运转性能、提高切削精度的关键。以一种刀旋式切管机的环切机构为对象,基于键合图理论建立了机构的动力学模型,通过计算灵敏度确定了关键动力学参数,并综合应用分岔图、Lyapunov指数图、相图、时间响应图等,揭示了关键参数的分岔机制。结果表明,随着激励幅值、激励频率和基座弹性系数等参数的变化,系统会存在倍周期分岔、Hopf分岔、混沌和吸引子共存等复杂动力学行为,从而产生严重降低切削质量的振动和运动突变。研究结果可为该机构后续动态性能优化和有害振动抑制提供参考。

MoS_(2)涂层螺栓连接的摩擦界面失效机制研究

在螺栓表面进行MoS_(2)涂层涂覆处理可提高其减摩性能进而减缓磨损,但也导致螺栓连接时螺纹表面磨损机制更为复杂。通过仿真与实验研究探究MoS_(2)涂层螺栓连接的摩擦界面失效机制,通过ABAQUS仿真软件将MoS_(2)涂层引入螺栓连接结构有限元模型中,得到在不同预紧力和界面摩擦因数下涂层螺栓螺纹处的应力分布及相对滑移幅值,并通过实验验证模型的准确性。结果表明:增大预紧力有助于MoS_(2)涂层螺栓连接防松,但预紧力过大会使螺栓连接界面的应力应变增大进而产生塑性变形,导致螺栓连接的防松效果降低;增大界面摩擦因数将使得螺栓连接界面的应力应变增大,导致其磨损程度也相应增加,并且第一圈工作螺纹磨损程度最严重;螺栓表面有无涂覆MoS_(2)涂层的应力分布规律和相对滑移幅值变化趋势基本相同,且在螺纹牙底均出现应力集中现象;但涂覆MoS_(2)涂层后的应力值相对较小,且螺纹表面的磨损程度降低,其摩擦界面失效机制主要为疲劳磨损。

表面钝化与MoS_(2)涂覆对17-4PH螺栓盐雾环境下力学与腐蚀性能的影响

目的 研究钝化处理与MoS_(2)涂层对螺栓盐雾环境下耐腐蚀与力学性能的影响。方法 针对2种不同的表面处理(钝化,MoS_(2)涂覆)的17-4PH螺栓,采用SEM、EDS对腐蚀后螺栓表面涂层进行表征,采用往复摩擦试验获得表面处理后的摩擦因数;对螺栓进行长时盐雾腐蚀实验,对腐蚀后的螺栓进行标准拉伸实验,对腐蚀表面进行显微形貌观察,以获得处理后螺栓抗腐蚀能力。结果 钝化层与MoS_(2)涂层厚度分别为10.7μm和12.5μm,钝化后往复摩擦试验中的平均摩擦因数为0.85,而MoS_(2)涂层平均摩擦因数仅为0.2,对应螺栓摩擦因数则分别为0.081与0.073;在长时盐雾腐蚀过程中,钝化螺栓在192h后螺栓头部与螺纹处出现腐蚀现象,1 800 h后出现严重腐蚀,表面腐蚀但螺栓断裂强度下降并不明显;在0~6 500 h的盐雾腐蚀实验中,涂覆MoS_(2)涂层的螺栓头部与螺纹处均出现明显腐蚀现象,但是螺栓表面开始出现MoS_(2)涂层剥落。结论 与表面钝化相比,表面涂覆MoS_(2)涂层具有更小摩擦因数,且对螺栓盐雾腐蚀防护更有效,能在3 750 h内完全不锈蚀,在6 500 h时发生大面积MoS_(2)涂层剥落,此外,盐雾表面腐蚀对螺栓拉伸断裂强度影响较小。

SiC/SiC复合编织管的抗热冲击性能与失效机理研究

以二维二轴编织的SiC/SiC复合编织管为研究对象,研究其抗热冲击性能及失效机理。自主搭建了基于石英灯辐照加热的循环热冲击试验平台,基于该平台开展了SiC/SiC复合编织管的循环热冲击试验考核,并对循环热冲击后的复合编织管进行了径向压缩测试,探究了复合编织管力学性能与破坏机理,拟合得到了热冲击强度退化经验公式。研究结果表明,搭建的循环热冲击试验平台能够模拟快速升降温的实际服役环境,最高升温、降温速率在试验过程中分别可达约40、60℃/s。随着热冲击循环次数的增加,SiC/SiC复合编织管环向拉伸强度下降,且降幅随之增大。热冲击产生的热应力导致纤维周围的基体产生微裂纹,弱化了纤维束与基体之间的连接,这是复合编织管强度降低的原因之一。拟合的强度退化经验公式能够准确描述强度退化规律,可以满足工程应用需求。

基于不同表面状态下的TC4钛合金螺栓摩擦机理研究

针对钛合金紧固件易发生的黏着和“咬死”等问题,文章研究在TC4表面未处理(LT)、脉冲阳极氧化(PA)、脉冲阳极氧化+涂铝(PA-Al)和脉冲阳极氧化+涂MoS_(2)(PA-MoS_(2))等4种表面状态样品不同测试条件下的摩擦磨损特性,揭示不同表面状态条件对摩擦磨损机理的影响。选用摩擦磨损试验机(UMT-3)开展球–盘摩擦磨损实验,利用SEM-EDS、三维白光干涉形貌仪、光学显微镜仪器等对样品的磨痕形貌进行表征。通过对摩擦系数、磨损率、磨损形貌进行分析研究,探究不同表面状态下钛合金摩擦副的摩擦特性和磨损机理。研究结果表明,应避免TC4和TC4材料直接接触可以有效防止黏着磨损发生,脉冲阳极氧化(PA)样品减摩耐磨性最佳,阳极氧化涂MoS_(2)样品次之。

Ti-6Al-4V ELI钛合金的宽温域(-253~350℃)力学性能研究

钛及钛合金是一种重要的太空金属材料,在航空航天领域发挥重要的作用。研究了Ti-6Al-4V ELI钛合金在室温(20℃)、高温(350℃)以及超低温(-253℃)环境下的拉伸力学性能,比较了Ti-6Al-4V ELI钛合金在不同温度下的力学性能指标,分析了其断口形貌特征。结果表明,Ti-6Al-4V ELI钛合金在超低温下表现出较高的力学性能,抗拉强度可达1900 MPa以上,其断口形貌呈现脆性断裂特点。在室温和高温下,Ti-6Al-4V ELI钛合金表现出良好的塑性和韧性,具有较为明显的韧性断裂特点。因其良好的宽温域力学性能,Ti-6Al-4V ELI钛合金是未来发展航天航空领域必不可少的重要金属材料。

钛合金紧固件双剪试验仿真分析

对低间隙TI-6AL-4V ELI六角头钛合金螺栓进行双剪试验,采用有限元仿真方法分析了剪切速率、刃口半径、剪切间隙等因素对螺栓性能的影响机制,以及各因素对螺栓力学性能的影响程度。结果表明:当刃口半径为0.1 mm时,仿真得到的结果与理想条件仿真结果的误差最大;剪切速率对试验结果的影响较小,当剪切速率为366.7 N/s时,螺栓剪切截面吸收的能量较高;剪切间隙对螺栓双剪试验结果的影响最大,随着剪切间隙的增加,仿真得到的结果与理想条件仿真结果之间的误差逐渐增大,说明在进行螺栓双剪试验时,应严格控制剪切间隙,避免剪切间隙对螺栓双剪试验结果产生影响;当刃口半径为0.2 mm、剪切速率为666.7 N/s、剪切间隙为0.002 5 mm时,仿真得到的结果与理想条件仿真结果之间的误差最小。

销轴类产品尺寸公差保证加工方法的研究

随着工业化进程不断推进,航空航天等机械行业对销轴类产品需求量持续增加。销轴类产品具有稳定、耐用等应用优势,但其较高的尺寸精度成为机械加工的难点。如何基于传统方法进行加工方式改进,成为当前亟待解决的问题。研究了刀具、工装、加工参数及工艺路线对销轴类产品加工精度的影响,通过过渡配合平板夹具工装夹具的应用,保证质量稳定可靠,有效提升加工效率,为销轴类产品加工提供实践基础。

合金钢自锁螺母振动试验失效分析及预防

结合生产实际及振动试验工况,从宏观裂纹、断口形貌、微观组织及显微硬度等方面对30CrMnSiA钢自锁螺母振动试验产生裂纹的成因进行了综合分析。结果表明:因操作人员变更定位销高度导致螺母直口部位产生台阶而形成应力,集中在内螺纹牙底形成裂纹源,当振动试验时产生疲劳裂纹。选用合适的定位销高度、采用正确加工工艺,能够有效地预防此类问题发生。

提升机电设备精细化管理水平的创新性规划与路径探索

机电设备的精细化管理是从多个方面、多个角度、多个环节所进行的规划、组织、控制管理手段,以此确保设备管理水平和效益的提升。通过机电设备的创新性规划和相关路径探索,本文进一步剖析出机电设备精细化管理存在的问题和不足,主要包括了设备维护保养不到位、人员技能水平参差不齐、维修保养程度不高等方面。针对这些问题,文章提出了相应的解决策略,包括建立完善的设备维护保养体系、完善机电设备管理制度、强化供电技术支持、推进机电设备信息化建设等措施。

钳工工艺与技能训练分析

钳工作为考验技能人员操作能力最为基础的工种,在几大工种中占据举足轻重的地位。全国钳工技能大赛作为技能人员展示技能水平的重要比赛,一直以来受到广泛关注。本文就2022年全国钳工技能大赛实操赛,对配合件中存在孔对位置度、尺寸等达不到精度要求、凹件内行腔两斜边对称度偏移、锉削、钻削、修配等操作不规范导致配合精度整体效果不好等问题进行论述分析,确定最优的钳工工艺路线,解决子件的配合精度问题。

30°楔形螺纹丝锥设计优化与改进

以M 16规格高温合金螺母为研究对象,结合30°楔形螺纹丝锥的工作原理和加工的优缺点,从丝锥的前角、切削刃长度、容屑槽结构、基体材料和表面涂层等方面进行分析,设计出适用于30°楔形螺纹紧固件的新型丝锥,并进行加工性能、螺纹质量验证,对30°楔形螺纹丝锥的选用具有较高借鉴价值。

轨道交通防松紧固件研究进展综述

随着我国基础建设的持续推进,铁路干线和城市、城际轨道数量日益增长。轨道交通领域防松紧固件对保障车辆和轨道的关键部位紧固连接至关重要,对轨道交通领域防松紧固件的研究进展进行分析十分必要。首先,简要分析了轨道交通防松紧固件的松动机理与原因;其次,对现有轨道交通领域防松紧固件的基本原理和研究现状进行了综述;最后,分析讨论了防松紧固件的发展前景与难点。

Ta-10W合金材料切削加工技术研究

Ta-10W合金由于其优异的耐高温、抗腐蚀等性能被广泛应用于航空航天、化工等领域,但其性能特殊,具有导热性差、易加工硬化等特点,切削加工性能较差。针对钽钨合金的性能分析了影响其切削加工性的主要因素,并通过选择合适的切削刀具和工艺参数设置,有效改善了钽钨合金的切削加工性。

TB8钛合金形变时效强化分析

研究了冷变形后时效处理对TB8钛合金的力学性能和组织结构的影响。结果表明,TB8钛合金加工硬化效果较好,并且经冷变形时效后的强化效果明显高于固溶时效强化。通过光学显微镜与扫描电镜观察到,冷变形后晶粒会产生明显变形,变形量越大,时效过程中析出相数目越多,在析出强化与细晶强化的共同作用下,大大提高了材料的综合力学性能。

螺栓双剪试验有限元分析

剪切强度是判断螺栓能否应用于实际工程的重要力学性能指标。为使新设计的螺栓满足所规定的剪切强度要求,需要对螺栓进行双剪试验。应用有限元软件建立螺栓和上下刀片的三维有限元模型,分析螺栓双剪试验过程中的应力、应变变化,得到螺栓剪断时的剪切力变化趋势。将有限元分析数据与试验数据进行对比,验证有限元分析结果的可靠性。

强化固溶对紧固件用Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

通过电导率、力学性能测试和慢应变速率拉伸试验,结合扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等微观组织表征方法,研究固溶处理对紧固件用Al-Zn-Mg-Cu合金挤压棒材电导率、力学性能和应力腐蚀性能的影响。结果表明:强化固溶较单级固溶处理,合金具有较好的电导率和力学性能。随着强化固溶中二级固溶时间的延长和一级、二级固溶温度的提高,电导率和伸长率随之提高,硬度和强度随之降低。其中,二级固溶时间的影响最大,其次是二级固溶温度,一级固溶温度的影响最小。随着二级固溶时间的延长和温度的提高,应力腐蚀敏感指数(ISSRT)先减小后增大,主要因为残余粗大相减少,降低腐蚀敏感性,而后再结晶分数提高和晶粒长大,恶化应力腐蚀性能。在满足紧固件用Al-Zn-Mg-Cu合金对电导率要求(≥38.0%IACS)的基础上,获得良好综合性能适宜的热处理工艺为:((450℃,1 h)+(490℃,1 h))固溶处理+((120℃,5 h)+(177℃,16 h))时效处理,合金的抗拉强度、硬度、电导率和应力腐蚀敏感指数分别为532.8 MPa、158.0 HV、38.5%IACS和ISSRT为2.0%。