【正文】 德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 24 圖 38 芯軸與薄壁錐 形筒件裝配示意圖 圖 39 芯軸草圖 斜臺支座 用于保證入口端安裝面加工，入口端內(nèi)腔加工，入口外形加工時薄壁錐形筒件端面的水平，主要保證斜臺角度 度，如圖 310 所示。精車時刃傾角 l=3176?！?12176。在其公差范圍內(nèi)按照 176。保證了加工基準(zhǔn)的統(tǒng)一性和準(zhǔn)確性。 對稱磨四方 對稱磨四方 至 82+ 82+ ， ∥⊥≯ ，在磨四方的過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 10m/s，進(jìn)給量 28～ ，磨削深度。內(nèi)錐孔同錐度，采用 30CrMnSiA 材料進(jìn)行加工。磨出 ～ 的負(fù)倒棱，增強(qiáng)切削刃強(qiáng)度。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，具體加工步驟詳見圖 32 所示。長 內(nèi)錐孔，內(nèi)錐孔單面留量 ； 3. 按零件制造指令件號用記號筆做標(biāo)記； 檢驗：按工序內(nèi)容檢驗 車工： 82+ 82+ 寬度厚度均分線拉直找正； 車出口端 176。在其公差范圍內(nèi)按照 176。內(nèi)錐孔的結(jié)構(gòu)特點，大倍徑加長刀桿的結(jié)構(gòu)為刀片和刀桿分體結(jié)構(gòu)，刀桿柄部與 176。以減少后刀面與工件的摩擦，提高刀具壽命。精車切削用量 V=25～38m/min， f=～ ， ap=1～ 2mm。磨出 ～ 的負(fù)倒棱，增強(qiáng)切削刃強(qiáng)度。； ，如何保證錐度 176。 TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件主要應(yīng)用于某飛機(jī)防冰限流系統(tǒng)，通過該產(chǎn)品的研制，可以得到一套高效的解決辦法來完成類似結(jié)構(gòu)的 TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件產(chǎn)品的加工。自從1952 年美國第 1 臺數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了 50 個年頭。數(shù)控加工具有如下優(yōu)點： 1） 提高生產(chǎn)效率； 2) 不需熟練的機(jī)床操作人員； 3) 提高加工精度并且保持加工質(zhì)量； 4) 可以減少工裝卡具； 5) 可以減少各工序間的周轉(zhuǎn)，原來需要用多道工序完成的工件，數(shù)控加工一次裝夾完成加工，縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率； 6) 容易進(jìn)行加工過程管理； 7) 可以減少檢查工作量； 8) 可以降低廢、次品率； 9) 便于設(shè)計變更，加工設(shè)定柔性； 10) 容 易實現(xiàn)操作過程的自動化，一個人可以操作多臺床； 11) 操作容易，極大減輕體力勞動強(qiáng)度。 薄壁件加工難點 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）工件剛性差切削過程中機(jī)床振動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 等因素造成加工薄壁鈦合金材料工件時，不合適的切削速度使切削過程中產(chǎn)生振動，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。 ,成歪脖子，不能一次銑削成功，所以制作了專門工裝，分三次裝夾銑削完成，并且對數(shù)控編程有一定的要求。 三、主要技術(shù)指標(biāo) ，保證在除去 90%以上毛料的情況下保證精度使零件不發(fā)生變形； ，在加工時要保證零件表面粗糙度 ； 352mm； ，端面與底面成 176。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或 學(xué)歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 四、進(jìn)度和要求 第一階段：查閱有關(guān)鈦合金薄壁類的相關(guān)資料完成開題報告； (第 12 周 ) 第二階段：仔細(xì)閱讀研究鈦合金薄壁類相關(guān)資料，使用 CATIA 實體建模以及數(shù)控加工模塊； (第 35 周 ) 第三階段：對所選鈦合金薄壁類進(jìn)行材料和工藝分析，以及刀具一些參數(shù)的設(shè)定； (第 67周 ) 第四階段：對零件進(jìn)行實體建模； (第 1011 周 ) 第五階段：對零件在加工模塊進(jìn)行粗精加工，設(shè)定參數(shù)，走刀路線，得出最設(shè)計 論文 終零件； (第 1213 周 ) 第六階段：數(shù)控加工仿真與優(yōu)化，完成論文。 關(guān)鍵詞 ： TC4 鈦合金，加長薄壁件，錐形筒件 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 II ABSTRACT Since the TC4 Titanium Alloy, LengtheningThinwalled Work piece, and Conical BarrelType Piece is hard to fabrication, this thesis is mainly introduce the TC4 Titanium Alloy,LengtheningThinwalled Workpiece,andConicalBarrelType Piece and its manufacturing technology. Though its manufacture process, longer boring bar and coordinate transformation and electronbeam welding tooling has been developed. And also successfully use the coordinate transformation tooling and borrowing method of tolerance into TC4 Titanium Alloy lengthening Thinwalled Work piece’ s develop, so that can produced the accuracy requirements of the qualified parts. The titanium alloy thin wall cone parts extended processing is mainly caused by conventional turning and milling were partially pleted. Ordinary lathe machining is the goal of inner cone hole and appearance of thinwall cone parts, belongs to the typical thinwalled parts machining, because only the wall thickness of ,so for the turning of the higher requirements。鈦合金摩擦因數(shù)大，而熱導(dǎo)率低，切削熱積聚于切削刃附近的小面積內(nèi)而不易散發(fā)，這些因素使得鈦合金的切削溫度很高，造成刀具磨損加快并影響加工質(zhì)量。鑒于在加熱和擠壓過程中金屬易被氣體污染，故還應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。同時由于鈦合金 TC4 的彈性模量小，加工時在徑向作用力下容易產(chǎn)生彎曲變形，引起振動，加大刀具磨損并影響零件的精度。 鈦 合金的應(yīng)用 從 20 世紀(jì) 50年代開始 ,鈦合金在航空航天領(lǐng)域中得到了迅速的發(fā)展。 SR71 黑鳥的機(jī)身大部分是鈦 鈦合金航空發(fā)動機(jī)葉輪 圖 11 鈦合金在航空中的應(yīng)用 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 8 鈦合金憑借其優(yōu)異的性能，在運動器械上，如自行車、摩托艇、網(wǎng)球拍和馬具上都獲得了廣泛的應(yīng)用，但影響最大的 還是高爾夫球頭。但是，總的來看，鈦合金研究的多、應(yīng)用的少的現(xiàn)象仍然嚴(yán)重，另外鈦合金的高成本也限制了鈦合金更加廣泛的應(yīng)用。特別是當(dāng)零件的形狀及尺寸精度要求較高時，對振動、切削力大小及波動、切削溫度、裝夾方式等均十分敏感，往往未加工到規(guī)定尺寸，零件已 經(jīng)超出精度要求。 整體上來說我國的薄壁零件加工技術(shù)還處于初步階段，無論振動加工技術(shù)或高速切削技術(shù)都是剛剛起步，僅處于摸索階段，缺乏必要的工藝技術(shù)數(shù)據(jù)，無法西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 應(yīng)用于實踐，加工時，切削參數(shù)往往 比較保守，大多采用低轉(zhuǎn)速、小進(jìn)給、多次空走刀等方法來控制加工變形，應(yīng)用手工檢驗、打磨等手段來處理加工后尺寸精度和表面質(zhì)量問題，這樣會大大降低加工效率，且未必能保證加工質(zhì)量。 國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 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)。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期，那時生產(chǎn)能力降到 50％，庫存超過 4個月。且端面和底面之間的夾角為 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。以減少后刀面與工件的摩擦，提高刀具壽命?！?12176。精車時刃傾角 l=3176。 圖 24 加長大倍徑鏜刀桿結(jié)構(gòu)示意圖 ，設(shè)計了專門工裝用于數(shù)控加工的使用，解決了數(shù)控加工時裝夾問題，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。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 16 第三章 典型薄壁件主要工藝規(guī)程及措施 薄壁錐形筒件的加工 薄壁錐形筒件工藝流程 對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，單面留量 3mm。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。以減少后刀面與工件的摩擦，提高刀具壽命。 普銑四方 對φ 94 外圓對稱銑四方 ,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。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 21 數(shù)控銑入口段 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。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，并且內(nèi)錐孔表面粗糙度達(dá)到 ，如圖 36所示。 在薄壁錐形筒件 176。 后角 a=15176。 薄壁錐形筒件工裝二類 芯軸 用芯軸進(jìn)行檢查，確保芯軸與 TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件 176。 圖 43 刀具 1 在平面加工動作中選擇型腔銑削，刀具路徑樣式為向外螺旋，切削方向為順銑，只在底層精銑，加工精確度 ，刀具直徑百分比 40，兩路徑間距離 12mm，最大切削深度 1mm，外形預(yù)留量 10mm，底面預(yù)留量 。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 29 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。西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 33 進(jìn)刀 1000mm/min，加工 1000mm/min,退刀 20xxmm/min，主軸轉(zhuǎn)速 600turn/min。入口外形精加 工程序 % O1000 N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98 N3 G0 S600 M3 N4 N5 G1 F1000. N6 N7 N8 N9 N10 ???? N2560 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 36 N2561 N2562 N2563 N2564 N2565 N2566 N2567 N2568 N2569 N2