某導(dǎo)彈電器艙殼體機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-07-27 21:10 本頁(yè)面
【正文】 等要求的獨(dú)立艙段，并具有儀器安裝迅速，維護(hù)、修理、更 換方便的特點(diǎn) [2]。 由于各方面技術(shù)的進(jìn)步，原來(lái)體積較大的導(dǎo)彈逐漸小型化，而空 — 空導(dǎo)彈，反坦克導(dǎo)彈、小型地 — 空導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈等小型導(dǎo)彈所占的比例則越來(lái)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(jiǎn)單，裝配工作量少，氣動(dòng)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(jī)加工在導(dǎo)彈艙體制造中主要有兩種方式： 彈、反坦克導(dǎo)彈、便攜式地空導(dǎo)彈等小型導(dǎo)彈的機(jī)加工多采用厚壁管材作為毛坯，經(jīng)過(guò)機(jī)械加工而成 [3]； （拉深）后由機(jī)加工精加的方式制造，而由于旋 壓與拉深相比具有模具簡(jiǎn)單、制造工序少等優(yōu)點(diǎn)，所以旋壓后機(jī)加工方式被更多的采用。作為一種傳統(tǒng)的加工方法，機(jī)加工與它的前道工序 —— 新興的旋壓加工相比，所消耗的工時(shí)更多，生產(chǎn)率更低，嚴(yán)重地阻礙了大批量生產(chǎn)，從而也就影響了整個(gè)導(dǎo)彈生產(chǎn)過(guò)程，成為“木桶的最低邊”。雖然目前無(wú)加工余量的凈成型和近凈成型有所發(fā)展，但遠(yuǎn)未普及，目前的技術(shù)水平僅僅能加工小型的簡(jiǎn)單零件，且需要配備專(zhuān)用的大型壓力機(jī)、加熱設(shè)備和高精度模具，在導(dǎo)彈艙體制造過(guò)程中難以實(shí)際應(yīng)用，機(jī)加工成為目前導(dǎo)彈制造過(guò)程的一種必備手段，暫時(shí)還很難被完全取代，所以研究導(dǎo)彈 加工中的高效機(jī)加方法具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。 與普通零件的機(jī)加工相比，導(dǎo)彈艙體的機(jī)加工具有許多新的特點(diǎn)，加工難度極高。首先、由于艙體為導(dǎo)彈承力部件，且外表面對(duì)空氣動(dòng)力有較大影響，對(duì)導(dǎo)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(duì)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(dǎo)彈電器艙是回轉(zhuǎn)零件，宜采用車(chē)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(chē)削中比較棘手的問(wèn)題，原因是薄壁零件剛性（尤其是 徑向剛性）差，強(qiáng)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(qiáng)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(pán)上夾緊時(shí)用力過(guò)大，就會(huì)使薄壁零件產(chǎn)生變形，造成零件的圓度誤差。如果在卡盤(pán)上夾得不緊，工件容易打滑，在車(chē)削時(shí)有可能使零件松動(dòng)而報(bào)廢 [5] [7]。采用在三爪自定心卡盤(pán)上裝夾時(shí)，零件只受到三個(gè)爪的夾緊力，夾緊力不均衡，從而使零件變形。因?yàn)楸”诹慵C(jī)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(shí)現(xiàn)，除此之外，孔的定位也有一定的困難，機(jī)械加工過(guò)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(dá)到圖紙要求 [10]。綜上所述，對(duì)旋壓后電器艙加工方法的研究，實(shí)際上就是對(duì)薄壁零件加工方法的探討；反過(guò)來(lái)說(shuō)，對(duì)電器艙的高效率、低成本的機(jī)加對(duì)民用類(lèi)似零件的生產(chǎn)也具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。而需解決的首要問(wèn)題就是如何減小切削力對(duì)工件變形的影響， [11] 尤其是減少工件所受非均勻徑向力對(duì)工件變形的影響 [12]。 國(guó)內(nèi)外類(lèi)似制件的工藝現(xiàn)狀 國(guó)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(duì) 側(cè)壁的干涉，可以選用或設(shè)計(jì)特殊形狀刀具，以降低刀具對(duì)工件的變形影響和干擾。對(duì)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(dòng)態(tài)銑削的基礎(chǔ)上，提出合理的大長(zhǎng)徑比刀具可以有效的解決該類(lèi)問(wèn)題。在較高的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和功率狀態(tài)下，通過(guò)調(diào)整刀具的懸伸長(zhǎng)度來(lái) 調(diào)整機(jī)床 — 刀具 — 工件工藝系統(tǒng)的自然頻率，利用凸角穩(wěn)定效應(yīng) (stability of lobe effects)，避開(kāi)可能的切削振動(dòng)，可用 較大的軸向切深銑削深腔和側(cè)壁。實(shí)驗(yàn)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(huì)產(chǎn)生“讓刀”變形，因此，應(yīng)用一個(gè)立銑刀很難實(shí)現(xiàn)薄壁零件的高精加工。常規(guī)的小進(jìn)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(wèn)題。該方法需要同時(shí)應(yīng)用兩個(gè)回轉(zhuǎn)半徑、有效長(zhǎng)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(duì)稱(chēng)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(wèn)題 , 零件的加工精度和加工效率顯著提高 , 可以應(yīng)用于簡(jiǎn)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(jiǎn)單薄壁零件的側(cè)壁 , 而且對(duì)機(jī)床雙主軸的間距有要求，結(jié)構(gòu)復(fù)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(duì)于薄壁結(jié)構(gòu)的腹板或較大的薄板加工 , 關(guān)鍵問(wèn)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(diǎn)合金 (LowMelting Alloy)輔助切削方案可有效解決薄板的加工變形問(wèn)題 [15]。該方案指出，利用熔點(diǎn)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(guò)澆注 LMA，填補(bǔ)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(shí)可實(shí)現(xiàn)加工壁厚達(dá)到 0. 05mm。 UALLOY70 具有凝固時(shí)的膨脹特性，可以起到一定的填充裝卡作用；而且其熔點(diǎn)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(wú)輔助支撐的腹板加工 對(duì)于一個(gè)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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