【正文】 a)切削加工性能 鈦合金強(qiáng)度高、硬度大，所以要求加工設(shè)備功率大，模具、刀具應(yīng)有較高的強(qiáng)度和硬度。 b)磨削加工性能 鈦合金化學(xué)性質(zhì)活潑，在高溫下易與磨料親和并粘附，堵塞砂輪，導(dǎo)致砂輪磨損加劇，磨削性能降低，磨削精度不易保證。c)擠壓加工性能 鈦及鈦合金進(jìn)行擠壓加工時(shí)，要求擠壓溫度高，擠壓速度快，以防溫降過快，同時(shí)應(yīng)盡量縮短高溫坯錠與模具的接觸時(shí)間。因鈦及鈦合金的變形熱效應(yīng)較大，導(dǎo)熱性較差，故在擠壓變形時(shí)還要特別注意防止過熱現(xiàn)象。在實(shí)際應(yīng)用過程中，TC4鈦合金的加工主要有以下難點(diǎn)：1）變形系數(shù)?。鹤冃蜗禂?shù)小于或接近于1，造成切屑在前刀面上滑動(dòng)摩擦的路程大大增加，加速了刀具的磨損；2）切削溫度高：由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很小，切屑與前刀面的接觸長度極短，切削時(shí)產(chǎn)生的熱不易傳出，集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi)，切削溫度很高,造成工件的灼傷，致使刀具材料軟化加快刀具的磨損。冷硬現(xiàn)象不僅會(huì)降低零件的疲勞強(qiáng)度，而且能加劇刀具磨損。7）彈性恢復(fù)大：，約為鋼的1/2，在切削力作用下，會(huì)產(chǎn)生大的切削變形以及大的彈性恢復(fù)。而鈦合金的優(yōu)異的高溫抗拉強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度和高溫穩(wěn)定性也使之被應(yīng)用于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)上。鈦合金質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、與燃料的長期化學(xué)穩(wěn)定性好，因而比高強(qiáng)度鋼更有優(yōu)勢。在日本第一桿球頭90%為鈦球頭，其中鑄鈦的占70%以上。目前,鈦合金材料主要的應(yīng)用領(lǐng)域是航空航天等軍事工業(yè)部門,開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域,特別是在汽車、火車、磁浮列車、鈦?zhàn)孕熊?、高樓外墻裝飾等民用領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。b)大力發(fā)展民用鈦合金，如汽車用低成本鈦合金，生物鈦合金等。一般認(rèn)為，在殼體件、套筒件、環(huán)形件、盤形件、平板件、軸類件中，當(dāng)零件壁厚與內(nèi)徑曲率半徑(或輪廓尺寸)之比小于1：20時(shí)，稱作薄壁零件。薄壁零件多應(yīng)用于航空航天工業(yè)中，由于航空航天零件的特殊性能要求，在保證同樣的強(qiáng)度和剛度等力學(xué)特性下，要求零件重量要盡可能的輕，所以航空薄壁件的材料多采用鋁鎂合金、鈦合金等比較難加工的材料，進(jìn)一步增加了制造的難度，加大了零件加工的成本，以常規(guī)制造技術(shù)加工薄壁零件很難有時(shí)根本達(dá)不到零件的精度要求，這已成為機(jī)械加工中的一大難題，限制了在航空工業(yè)中占比較重要位置的薄壁零件的設(shè)計(jì)制造。3）工件切削過程中徑向夾緊力產(chǎn)生變形，鈦合金薄壁工件加工裝夾時(shí)，在徑向夾緊力的作用下，易引起彈性變形，從而影響工件的尺寸精度及形位公差要求。Control）加工，是以數(shù)值與符號(hào)構(gòu)成的信息，控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)控加工具有如下優(yōu)點(diǎn)：1） 提高生產(chǎn)效率；2) 不需熟練的機(jī)床操作人員；3)容易進(jìn)行加工過程管理；7)容易實(shí)現(xiàn)操作過程的自動(dòng)化，一個(gè)人可以操作多臺(tái)床；11)世界制造業(yè)在20世紀(jì)末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復(fù)，曾一度幾乎快成為夕陽工業(yè)，所以美國人首先提出了要振興現(xiàn)代制造業(yè)。20世紀(jì)人類社會(huì)最偉大的科技成果是計(jì)算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，計(jì)算機(jī)及控制技術(shù)在機(jī)械制造設(shè)備中的應(yīng)用是世紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進(jìn)步。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期，那時(shí)生產(chǎn)能力降到50％，庫存超過4個(gè)月。而結(jié)構(gòu)上大多是薄壁件，加工中難以保證零件的尺寸精度。176。圖21 TC4鈦合金加長薄壁錐形筒件結(jié)構(gòu)示意圖 圖22 TC4鈦合金加長薄壁錐形筒件二維圖圖23 TC4鈦合金加長薄壁錐形筒件 TC4鈦合金加長薄壁錐形筒件加工難點(diǎn)及處理方法，如何在除去90%以上毛料的情況下保證精度使零件不發(fā)生變形； 鈦合金材料難切削，加工主要有以下難點(diǎn)：1）變形系數(shù)??；2）切削溫度高；3）單位面積上的切削力大；4）冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重；5）刀具易磨損；，沒有合適的刀柄用于加工；，176。薄壁錐形筒件內(nèi)錐孔粗加工過程中所用的刀具及參數(shù)主要有：刀具材料為YG8，45176。能保證刀具強(qiáng)度。以減少后刀面與工件的摩擦，提高刀具壽命。偏刀連續(xù)切削，使用冷卻液讓切削刃冷卻。～12176。～20176。精車時(shí)刃傾角l=3176。176。圖24 加長大倍徑鏜刀桿結(jié)構(gòu)示意圖，設(shè)計(jì)了專門工裝用于數(shù)控加工的使用，解決了數(shù)控加工時(shí)裝夾問題，將回轉(zhuǎn)體分兩部分加工，簡化了編程難度，充分應(yīng)用原有設(shè)備，滿足生產(chǎn)需要。176。第三章 典型薄壁件主要工藝規(guī)程及措施對(duì)于薄壁錐形筒件的加工，主要分為普車和數(shù)控銑削，中間還穿插著鉗工和磨削。內(nèi)錐孔； 檢驗(yàn)：按工序內(nèi)容檢驗(yàn) 銑工：，∥⊥≯；檢驗(yàn)：按工序內(nèi)容檢驗(yàn) 磨工：對(duì)稱磨四方82+ 82+ ，∥⊥≯；檢驗(yàn)：按工序內(nèi)容檢驗(yàn)數(shù)控銑：見光一端基準(zhǔn)面，∥⊥≯；檢驗(yàn)：按工序內(nèi)容檢驗(yàn)數(shù)控銑：，；，；，；+ 0外圓，；，；；注：；檢驗(yàn)： （按工藝提供檢測記錄表記錄實(shí)測值） 鉗工：+ 82+ ，兩面劃寬度、厚度均分線，；；檢驗(yàn)：按工序內(nèi)容檢驗(yàn)車工：+ 82+ ； 176。夾角（按工藝提供檢測記錄表記錄實(shí)測值）；鉗工：；2. 按零件制造指令指令件號(hào)用記號(hào)筆做標(biāo)記；鉗工：；；3. 按零件制造指令件號(hào)用記號(hào)筆做標(biāo)記；檢驗(yàn)：按工序內(nèi)容檢驗(yàn) 檢驗(yàn)：稱重，并記錄實(shí)測值（按工藝提供檢測記錄表記錄實(shí)測值）表31 工藝流程1）對(duì)φ95 L=176。內(nèi)錐孔粗車的過程中，為避免單位面積上切削力過大及減小鉆孔過程中鉆頭的扭矩，176。內(nèi)錐孔粗加工順序示意圖薄壁錐形筒件內(nèi)錐孔粗加工過程中所用的刀具及參數(shù)主要有：刀具材料為YG8，45176。能保證刀具強(qiáng)度。以減少后刀面與工件的摩擦，提高刀具壽命。內(nèi)錐孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大倍徑加長刀桿的結(jié)構(gòu)為刀片和刀桿分體結(jié)構(gòu)，176。,銑四方過程中選用的刀具及切削參數(shù)主要為： 刀具選擇：切削加工四方外形選用端銑刀，YG8刀片，216。 余量進(jìn)行精銑，∥⊥≯。利用三坐標(biāo)數(shù)控銑床加工出入口段內(nèi)腔及外形至尺寸，詳見圖34所示。確保每個(gè)薄壁錐形筒件對(duì)應(yīng)一個(gè)工裝裝夾坐標(biāo)換算找正圖。為確保加工，工藝上采用了車床上的靠模加工方式進(jìn)行內(nèi)錐孔的加工，解決了由于工人手搖小托板力量不均勻而造成的薄壁錐形筒件內(nèi)壁有振紋的問題，如圖36所示。176。176。 前角g=8176。 后角a=15176?！?176。用芯軸進(jìn)行檢查，176。工裝芯軸如圖39所示。 圖43刀具1 在平面加工動(dòng)作中選擇型腔銑削，刀具路徑樣式為向外螺旋，切削方向?yàn)轫樸姡辉诘讓泳?，刀具直徑百分?0，兩路徑間距離12mm，最大切削深度1mm，外形預(yù)留量10mm。 圖46 nc碼生成入口端安裝面精加工程序%O1000N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98N3 G0 S600 M3N4 N5 G1 F1500.N6 N7 N8 N9 Z441.N10 N11 N12 N13 N14 N15 …………N2621 Y19.N2622 N2623 N2624 N2625 N2626 Y31.N2627 N2628 Y31.N2629 N2630 N2631 N2632 N2633 Y43.N2634 N2635 Y43.N2636 N2637 N2638 Y43.N2639 N2640 Y43.N2641 N2642 N2643 G3 I5. J0 F3000.N2644 G1 N2645 M30%1) 選擇φ20平底端銑刀、刀具號(hào)碼1，如圖43所示。 進(jìn)刀 退刀圖47 進(jìn)/退刀方式 加工 完成 圖48 刀路仿真2）程序輸出選擇以批次方式產(chǎn)生nc碼，nc資料形式選擇以程式nc碼如圖49所示，在IMS后處理器檔案中選擇fanuc16i,執(zhí)行出程序。進(jìn)刀方式退刀方式如圖411所示，刀路的仿真如圖412所示。進(jìn)刀1000mm/min，加工1000mm/min,退刀2000mm/min，主軸轉(zhuǎn)速600turn/min。在平面加工動(dòng)作中選擇外形銑削，刀具路徑形式為單向順銑，路徑數(shù)量1層，路徑間的距離8mm，底面預(yù)留量5mm。入口外形精加工程序%O1000N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98N3 G0 S600 M3N4 N5 G1 F1000.N6 N7 N8 N9 N10 …………N2560 N2561 N2562 N2563 N2564 N2565 N2566 N2567 N2568 N2569 N2570 G2 N2571 G3 F2000.N2572 G1 N2573 M30%選擇機(jī)具為3軸工具機(jī)，選擇參考加工軸系、零件以及用來模擬的生料如圖25所示，將零件、生料組合如圖418所示。進(jìn)刀方式退刀方式如圖419所示，刀路的仿真如圖420所示。 進(jìn)刀1000mm/min，加工1000mm/min,退刀2000mm/min，主軸轉(zhuǎn)速1000turn/min。在曲面加工動(dòng)作中選擇等高降層粗銑，檢查面預(yù)留1mm，零件面預(yù)留1mm。下表面粗加工程序%O1000N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98N3 G0 S1000 M3N4 N5 G1 F1000.N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 ………N45445 N45446 N45447 N45448 N45449 N45450 N45451 N45452 N45453 N45454 N45455 F2000.N45456 N45457 G0 N45458 M30% 下表面精加工1) 選擇φ20球頭端銑刀、刀具號(hào)碼2，如圖410所示。 進(jìn)刀 退刀 圖425 進(jìn)/退刀方式 加工 完成 圖426 刀路仿真2）程序輸出IMS后處理器檔案中選擇fanuc16i,執(zhí)行出程序。為了保證薄壁錐形筒件喉口尺寸精度，專門研究制定了公差借用的方法，以便形成線變面，方便加工，并證明了它的可行性。以上加工方式的運(yùn)用具有很強(qiáng)的工程現(xiàn)實(shí)意義，今后無論是鈦合金還是薄壁件的加工在機(jī)加領(lǐng)域都會(huì)占有很重要的位置，完成本次零件的加工，對(duì)今后無論是工作還是學(xué)習(xí)都會(huì)很有幫助，這次加工的方法在以后也會(huì)經(jīng)常使用并在以后的工作學(xué)習(xí)中不斷改進(jìn)提高。在此，我將對(duì)所有對(duì)我完成論文提供過幫助的老師、同學(xué)以及校外的導(dǎo)師們表示衷心的感謝。附 錄制作人零 件 名 稱 數(shù) 量材料牌號(hào)材料規(guī)格程巖松TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件1TC4RΦ95工序號(hào)工序名稱工 序 內(nèi) 容設(shè) 備草 圖5料L=440； 檢驗(yàn)按工序內(nèi)容檢驗(yàn) 1件10車工，；普通車床SU50A =438mm。保證尺寸+ 0，；V=25～38m/min，f=～，ap=1～2mm；3. 按零件制造指令件號(hào)用記號(hào)筆做標(biāo)記；檢驗(yàn)按工序內(nèi)容檢驗(yàn) 1件50車工 ，176。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的