【正文】 差借用法成功應(yīng)用于TC4鈦合金加長(zhǎng)薄壁錐形筒件的研制,生產(chǎn)出達(dá)到精度要求的合格零件產(chǎn)品。學(xué)生 程巖松 指導(dǎo)教師 任軍學(xué) 系主任 魏生民 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 摘 要針對(duì)某飛機(jī)TC4鈦合金加長(zhǎng)薄壁錐形筒件難加工問(wèn)題，文中介紹了TC4鈦合金加長(zhǎng)薄壁錐形筒件的制造工藝及數(shù)控編程。TitaniumTitanium切削加工時(shí)，切屑與前刀面接觸面積小，刀尖應(yīng)力大，所以刀具切削刃承受的應(yīng)力更大，刀尖或切削刃容易磨損。因此擠壓模具應(yīng)選用新型耐熱模具材料，坯錠由加熱爐到擠壓筒的輸送速度也要快。3）單位面積上的切削力大：由于切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度極短，單位面積上的切削力大大增加，容易造成崩刃。綜上所述，如何提高此類零件的加工效率和零件成型質(zhì)量，需要綜合考慮各項(xiàng)因素選定合適設(shè)備和設(shè)計(jì)合適的工藝方案。在太空的深冷條件下仍有良好的韌性和塑性。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)鈦合金、高溫鈦合金、耐蝕鈦合金、高強(qiáng)鈦合金、低溫鈦合金等均取得了很大的進(jìn)展，一些合金也得到了實(shí)際的應(yīng)用。這類零件的共同特點(diǎn)是剛度低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工時(shí)極易引起誤差變形或工件顫振，降低工件的加工精度。4）工件切削過(guò)程中應(yīng)力釋放產(chǎn)生變形，鈦合金薄壁工件加工過(guò)程中，每進(jìn)行一次切削金屬時(shí)，應(yīng)力將釋放出來(lái)，造成工件變形。提高加工精度并且保持加工質(zhì)量；4)操作容易，極大減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度。自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已經(jīng)歷了50個(gè)年頭。 TC4鈦合金加長(zhǎng)薄壁錐形筒件主要應(yīng)用于某飛機(jī)防冰限流系統(tǒng)，通過(guò)該產(chǎn)品的研制，可以得到一套高效的解決辦法來(lái)完成類似結(jié)構(gòu)的TC4鈦合金加長(zhǎng)薄壁錐形筒件產(chǎn)品的加工。；，176?！鰪?qiáng)切削刃強(qiáng)度。精車切削用量V=25～38m/min，f=～，ap=1～2mm。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(zhǎng)刀桿的結(jié)構(gòu)為刀片和刀桿分體結(jié)構(gòu)，176。176。； 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)車工：+ 82+ ； 176。內(nèi)錐孔粗車打破常規(guī)方法而采用鉆頭由大到小，初孔由淺到深的加工方式，具體加工步驟詳見(jiàn)圖32所示?！?，增強(qiáng)切削刃強(qiáng)度。內(nèi)錐孔同錐度，采用30CrMnSiA材料進(jìn)行加工。+ 82+ ，∥⊥≯，在磨四方的過(guò)程中所用到的砂輪及參數(shù)主要有：砂輪選擇：白剛玉砂輪磨削參數(shù)選擇：主軸轉(zhuǎn)速不超過(guò)10m/s，進(jìn)給量28～。保證了加工基準(zhǔn)的統(tǒng)一性和準(zhǔn)確性。176?！?2176。精車時(shí)刃傾角l=3176。圖38 芯軸與薄壁錐形筒件裝配示意圖圖39 芯軸草圖用于保證入口端安裝面加工，入口端內(nèi)腔加工，入口外形加工時(shí)薄壁錐形筒件端面的水平，如圖310所示。在曲面加工動(dòng)作中選擇等高線，切削模式順銑，零件面預(yù)留1mm，加工的邊為內(nèi)側(cè)。 進(jìn)刀 退刀 圖411進(jìn)/退刀方式 加工 完成 圖412 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413所示，在IMS后處理器檔案中選擇fanuc16i,執(zhí)行出程序。進(jìn)刀1000mm/min，加工1000mm/min,退刀2000mm/min，主軸轉(zhuǎn)速600turn/min。 進(jìn)刀 退刀 圖419進(jìn)/退刀方式 加工 完成圖420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。 進(jìn)刀1000mm/min，加工1000mm/min,退刀2000mm/min，主軸轉(zhuǎn)速1000turn/min。下表面精加工程序%O1000N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98N3 G0 S1000 M3N4 N5 G1 F1000.N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 ………N10449 N10450 N10451 N10452 F2000.N10453 N10454 N10455 N10456 N10457 N10458 M30% 圖427 上表面精加工第五章 全文總結(jié)本文從TC4鈦合金加長(zhǎng)薄壁錐形筒件加工的角度出發(fā)，根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際情況，克服種種困難，設(shè)計(jì)了一套完整有效的加工方案，并最終完成了對(duì)零件產(chǎn)品的加工。 參考文獻(xiàn)[1] 王樹(shù)鵬，[J].航空制造技術(shù)，2008（23）：5660.[2] [J].航空制造技術(shù)，2011（13）：9597.[3] —CATIA V5詳解[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.[4] 王志厚．薄壁零件加工中防止變形的措施[J]．寶成技術(shù)，1991(2)：2071.[5] 鄭聯(lián)語(yǔ)，[J].航空學(xué)報(bào)，2001, 22（5）：424.[6] 衛(wèi)雄飛,[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化,2009，26（2）:5356.[7] [D].南京：南京航空航天大學(xué)，2002.[8] [M].北京：北京高等教育出版社，2004.[9] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.[10]、發(fā)展與應(yīng)用[J].有色設(shè)備，2003（4）：1621.[11][J].輕金屬,1997(8):47.[12][J].鈦工業(yè)進(jìn)展,1998(4):67.[13][M].北京：科學(xué)出版社，2002.[14]任敬心,[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999.[15]張喜燕,趙永慶,[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.[16]鄧文英，[M].北京：高等教育出版社，2008.[17]杜君文，[M].天津：天津大學(xué)出版社，2002.176。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來(lái)最好的檢驗(yàn)。 盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，在這里再次對(duì)幫助過(guò)我的老師朋友們表示衷心的感謝，祝你們快快樂(lè)樂(lè)，身體健康。有完整的工藝規(guī)程，可以指導(dǎo)往后的生產(chǎn)任務(wù)。進(jìn)刀方式退刀方式如圖425所示，刀路的仿真如圖426所示。上表面精加工程序%O1000N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98N3 G0 X398. S1000 M3N4 N5 G1 F1000.N6 N7 N8 N9 Z10.N10 ………N11448 N11449 N11450 N11451 N11452 N11453 N11454 N11455 Z10.N11456 F2000.N11457 N11458 N11459 N11460 N11461 N11462 M30%1) 選擇φ20平底端銑刀、刀具號(hào)碼1，如圖43所示。 進(jìn)刀1000mm/min，加工1000mm/min,退刀2000mm/min，主軸轉(zhuǎn)速1000turn/min。入口外形粗加工程序%O1000N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98N3 G0 S600 M3N4 N5 G1 F1000.N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 …………N3721 N3722 N3727 N3728 N3729 N3730 G2 N3731 G3 F2000.N3732 G0 N3733 G3 F1000.N3734 G2 N3735 G3 F2000.N3736 G0 N3737 G3 F1000.N3738 G2 N3739 G3 F2000.N3740 G1 N3741 M30%1) 選擇φ20平底端銑刀、刀具號(hào)碼1，如圖43所示。進(jìn)刀1000mm/min,加工1000mm/min，退刀2000mm/min，主軸轉(zhuǎn)速600turn/min。 進(jìn)刀 退刀 圖44 進(jìn)/退刀方式 加工 完成 圖45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46所示，在IMS后處理器檔案中選擇fanuc16i,執(zhí)行出程序。進(jìn)行配裝后在數(shù)控或普車上精車TC4鈦合金加長(zhǎng)薄壁錐形筒件外形至尺寸，如圖38所示。 粗車時(shí)，刃傾角l=3176。精車切削用量V=25～38m/min，f=～，ap=1～，在連續(xù)切削的條件下精車，切削用量V=50～75m/min，f=～，ap=～。177。虛擬厚度均分線坐標(biāo)轉(zhuǎn)化工裝 圖35 薄壁錐形筒件三軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工裝示意圖薄壁錐形筒件在入口端內(nèi)腔及外形在加工過(guò)程中坐標(biāo)轉(zhuǎn)化步驟如下所示：；+ 82+ ，并將實(shí)測(cè)值反饋至工藝人員，由工藝人員利用虛擬坐標(biāo)轉(zhuǎn)化工裝計(jì)算出厚度均分線所在位置，如圖35所示；，Y0坐標(biāo)值按厚度均分。 切削加工情況：用YG8銑平面，刀具切削輕松，在進(jìn)刀與工件接觸時(shí)以及刀具將工件切透時(shí)有振動(dòng)，中間切削過(guò)程平穩(wěn)，使用切削液冷卻。圖33 加長(zhǎng)大倍徑鏜刀桿結(jié)構(gòu)示意圖176?！?2176。圖31 薄壁錐形筒件內(nèi)錐孔粗車示意圖176。 176。177。，設(shè)計(jì)了加長(zhǎng)鏜刀桿，詳見(jiàn)圖24所示。 后角α=15176。內(nèi)錐孔精加工過(guò)程中采取的切削參數(shù)為刀具材料為YG8，45176?！?2176。實(shí)物圖見(jiàn)23所示。加工中切削力大，發(fā)熱量大，容易硬化，刀具磨損嚴(yán)重，屬于難加工材料。如德國(guó)機(jī)床行業(yè)從2000年至今已接受3個(gè)月以后的訂貨合同，生產(chǎn)任務(wù)飽滿。便于設(shè)計(jì)變更，加工設(shè)定柔性；10)也就是說(shuō)加工零件的質(zhì)量及加工時(shí)間是由數(shù)控程序決定而不是由機(jī)床操作人員決定的。薄壁鈦合金工件加工最大的瓶頸是材料難加工、尺寸精度及形位公差要求高、壁薄易變形，影響加工變形因素有很多，主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：1）工件壁薄切削熱的產(chǎn)生引起變形，鈦合金材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于不銹鋼和高溫合金的導(dǎo)熱系數(shù)，散熱條件差分別是鐵和鋁的1/4和1/16，使切削區(qū)溫度迅速上升，積于切削刃附近不易散發(fā)，造成加工的刀尖附近應(yīng)力集中，造成刀具磨損崩刃，造成工件變形；2）工件剛性差切削過(guò)程中機(jī)床振動(dòng)及切削要素不合適產(chǎn)生變形，薄壁工件剛性差，受機(jī)床振動(dòng)等因素造成加工薄壁鈦合金材料工件時(shí)，不合適的切削速度使切削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)，引起變形。e)采用提高材料利用率的凈成型技術(shù)。鈦合金在體育領(lǐng)域的使用量不容小視。鈦合金已在最早的阿波羅和水星計(jì)劃中得到了應(yīng)用，燃料箱和衛(wèi)星艙體等都是鈦合金的典型應(yīng)用。造成已切削區(qū)域與未切削區(qū)域的硬度不均勻，容易造成刀具受力不均，加劇刀具的磨損。其次是力學(xué)變化范圍較寬，可以適應(yīng)各種用途。另外，鈦合金熱導(dǎo)率低、比熱小，磨削時(shí)熱傳導(dǎo)慢，致使熱量積聚在磨削弧區(qū)，造成磨削區(qū)溫度急劇升高。由于合金可以調(diào)整成分、改變組織，因而鈦合金在多數(shù)情況下具有比純鈦更好的耐蝕性和其他性能，更能在某些苛刻的腐蝕環(huán)境中工作。Workpiece,andConicalBarrelType對(duì)于本人而言，本次零件的成功加工在各個(gè)方面都是一種突破。(第1415周)第七階段：答辯準(zhǔn)備(第16周)五、主要參考書及參考資料[1] 王樹(shù)鵬，[J].航空制造技術(shù)，2008（23）：5660.[2] [J].航空制造技術(shù)，2011（13）：9597.[3] —CATIA V5詳解[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.[4] 王志厚．薄壁零件加工中防止變形的措施[J]．寶成技術(shù)，1991(2)：2071.[5] 鄭聯(lián)語(yǔ)，[J].航空學(xué)報(bào)，2001,22（5）：424.[6] 衛(wèi)雄飛,[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化,2009，26（2）:5356.[7] [D].南京：南京航空航天大學(xué)，2