某導彈電器艙殼體機械加工工藝設計-文庫吧
2025-07-27 21:10 本頁面
【正文】 等要求的獨立艙段，并具有儀器安裝迅速，維護、修理、更 換方便的特點 [2]。 由于各方面技術(shù)的進步，原來體積較大的導彈逐漸小型化，而空 — 空導彈，反坦克導彈、小型地 — 空導彈、巡航導彈等小型導彈所占的比例則越來越大，其較小直徑的彈身多采用整體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，裝配工作量少，氣動外形好，容易保證艙段的密封，有效容積大。 作為傳統(tǒng)加工工藝的機加工在導彈艙體制造中主要有兩種方式： 彈、反坦克導彈、便攜式地空導彈等小型導彈的機加工多采用厚壁管材作為毛坯，經(jīng)過機械加工而成 [3]； （拉深）后由機加工精加的方式制造，而由于旋 壓與拉深相比具有模具簡單、制造工序少等優(yōu)點，所以旋壓后機加工方式被更多的采用。作為一種傳統(tǒng)的加工方法，機加工與它的前道工序 —— 新興的旋壓加工相比，所消耗的工時更多，生產(chǎn)率更低，嚴重地阻礙了大批量生產(chǎn)，從而也就影響了整個導彈生產(chǎn)過程，成為“木桶的最低邊”。雖然目前無加工余量的凈成型和近凈成型有所發(fā)展，但遠未普及，目前的技術(shù)水平僅僅能加工小型的簡單零件，且需要配備專用的大型壓力機、加熱設備和高精度模具，在導彈艙體制造過程中難以實際應用，機加工成為目前導彈制造過程的一種必備手段，暫時還很難被完全取代，所以研究導彈 加工中的高效機加方法具有很重要的現(xiàn)實意義。 與普通零件的機加工相比，導彈艙體的機加工具有許多新的特點，加工難度極高。首先、由于艙體為導彈承力部件，且外表面對空氣動力有較大影響，對導彈性能影響很大，加工部分為電器艙與其它艙段連接部分，所要求的加工精度非常高，對工人的技術(shù)水平要求很高，而且質(zhì)量不易保證，易產(chǎn)生質(zhì)量分布不均；其次、導彈電器艙是回轉(zhuǎn)零件，宜采用車削方式加工。又是典型的薄壁件，薄壁工件在切削熱、切削力和夾緊力作用下極易變形 [3] [4]。薄壁零件的加工是車削中比較棘手的問題，原因是薄壁零件剛性（尤其是 徑向剛性）差，強度弱，容易發(fā)生切削振顫，使零件的形位誤差增大，不易保證零件的加工質(zhì)量，影響零件加工效率 [5]。加之鋁合金本身強度、硬度較低，容易劃傷零件表面 [6]，使得零件的加緊也很困難，如果在卡盤上夾緊時用力過大，就會使薄壁零件產(chǎn)生變形，造成零件的圓度誤差。如果在卡盤上夾得不緊，工件容易打滑，在車削時有可能使零件松動而報廢 [5] [7]。采用在三爪自定心卡盤上裝夾時，零件只受到三個爪的夾緊力，夾緊力不均衡，從而使零件變形。因為薄壁零件機構(gòu)剛性差，加工變形大 [8] [9]的同樣原因，艙段上連接孔的加工用常規(guī) 的方法也很難實現(xiàn)，除此之外，孔的定位也有一定的困難，機械加工過程中，加工薄壁變形量較大，諸多原因使孔的加工精度難以達到圖紙要求 [10]。綜上所述，對旋壓后電器艙加工方法的研究，實際上就是對薄壁零件加工方法的探討；反過來說，對電器艙的高效率、低成本的機加對民用類似零件的生產(chǎn)也具有很大的現(xiàn)實意義。而需解決的首要問題就是如何減小切削力對工件變形的影響， [11] 尤其是減少工件所受非均勻徑向力對工件變形的影響 [12]。 國內(nèi)外類似制件的工藝現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀： 充分利用零件整體剛性的刀具路徑優(yōu)化方 案 1. 單軸銑削 在切削用量允許范圍內(nèi)，采用大徑向切深、小軸向切深分層加工，充分利用零件整體剛性，為防止刀具對 側(cè)壁的干涉，可以選用或設計特殊形狀刀具，以降低刀具對工件的變形影響和干擾。對于較深的型腔和側(cè)壁的高效切削加工， J. Tlusty 等人在研究動態(tài)銑削的基礎上，提出合理的大長徑比刀具可以有效的解決該類問題。在較高的機床主軸轉(zhuǎn)速和功率狀態(tài)下，通過調(diào)整刀具的懸伸長度來 調(diào)整機床 — 刀具 — 工件工藝系統(tǒng)的自然頻率，利用凸角穩(wěn)定效應 (stability of lobe effects)，避開可能的切削振動，可用 較大的軸向切深銑削深腔和側(cè)壁。實驗結(jié)果表明，該方法有較大的金屬去除率和較高的表面完整性 [13] [14]。 2. 平行雙主軸加工方案 平行雙主軸加工方案由日本巖部洋育等人提出。由于銑削力的作用，工件的側(cè)壁會產(chǎn)生“讓刀”變形，因此，應用一個立銑刀很難實現(xiàn)薄壁零件的高精加工。常規(guī)的小進給量和低切深的方法雖然可以滿足一定的加工精度 , 但是效率比較低。平行雙主軸方案可以有效的解決單一主軸加工零件的變形問題。該方法需要同時應用兩個回轉(zhuǎn)半徑、有效長度及螺旋升角大小相同的立銑刀 , 刀刃分別為左旋和右旋。采用平行雙主軸加工 方案 ,由于工件兩側(cè)受力為對稱力 , 所以除了微量的刀具變形引起的加工誤差以外 , 工件的加工傾斜變形基本上可以消除。采用平行雙主軸加工薄壁零件 , 有效的控制了薄壁零件的加工變形問題 , 零件的加工精度和加工效率顯著提高 , 可以應用于簡單形狀的側(cè)壁加工 [15]。但是其局限性也在于該方法僅能加工簡單薄壁零件的側(cè)壁 , 而且對機床雙主軸的間距有要求，結(jié)構(gòu)復雜，不適合普遍采用。 薄壁結(jié)構(gòu)的腹板加工 1. 帶有輔助支撐的腹板加工 對于薄壁結(jié)構(gòu)的腹板或較大的薄板加工 , 關(guān)鍵問題就是要解決由于裝夾力或切削力引起的加工 變形。 Haruki OBARA 等人提出的低熔點合金 (LowMelting Alloy)輔助切削方案可有效解決薄板的加工變形問題 [15]。該方案指出，利用熔點低于 100℃的 MAUALLOY70”作為待加工薄板的基座，或者將 LMA 澆注入薄壁結(jié)構(gòu)型腔，也可以將 LMA 與真空吸管相配合組成真空夾具。通過澆注 LMA，填補型腔空間，可大大提高工件的剛度，有效抑制了加工變形，在 精銑時可實現(xiàn)加工壁厚達到 0. 05mm。 UALLOY70 具有凝固時的膨脹特性，可以起到一定的填充裝卡作用；而且其熔點為 70℃，可以在沸水中熔 融回收再利用。該方法不僅可以加工 高精度的薄板，也可以加工高精度的側(cè)壁。 2. 無輔助支撐的腹板加工 對于一個未附加輔助支撐或不能添加輔助支撐的薄壁零件腹板的加工 , S. Smith 等人提出的有效利用零件未加工部分作為支撐的刀具路徑優(yōu)化方案可
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