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鈦合金整體框的數控加工技術

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-12-9 12:40:43
整體框的數控編程。在鈦合金整體框的數控編程中,應將工藝規程所制定的加工方案充分體現在程序中, 包括切削部位、方式和參數,刀位軌跡規劃、刀具選擇、余量設置、加工軸數和程序名稱,另外還需注意以下事項。
(1)最好料外下刀,沒有條件應該先鉆下刀孔,不要螺旋下刀或斜線下刀。
(2)嚴格按工藝規程設置分層,不能某一刀的切除量突然很大。
(3)槽腔的加工側面和底面要分開加工。
(4)NC程序必須在計算機上進行模擬切削,必須首先確保刀具軌跡的正確。仿真只是幾何學方面的仿真,物理學方面的問題很難被發現,所以要注意仿真不能解決所有問題,加工時還要認真觀察。
(5)應劃分粗精加工階段,雙面對稱去余量,分層去余量,控制變形。
 
數控程序的模擬仿真驗證。大型整體框的數控加工程序通常可達數百條,也無巨大的毛坯可提供試切。在無法試切的情況下,要確保一次加工合格,這對數控程序的要求非常高,所以,必須采取有效手段花大量時間在計算機上進行模擬切削,檢驗程序,確保程序正確。
(1)進行比較檢查后,得到切傷部位模型,要仔細測量過切尺寸,檢查切傷是否在公差范圍內。
(2)利用仿真軟件生成的檢查報告,認真檢查每一個產生誤差的程序段。
(3)發現程序有問題立即修改,修改后輸出刀位文件,重新再進行仿真檢查,直到所有問題解決。
(4)最好能進行G 代碼程序仿真。
(5)程序在CAM 環境中進行單步回放檢查,檢查刀位軌跡的邊界、切削深度。
(6)在加工仿真軟件中建立毛坯模型,建立加工坐標系,將所有CLS刀位文件裝載進來,進行模擬仿真加工。
(7)檢查加工模型的所有尺寸,如有超差,立即終止程序,修改后再查。
(8)將設計模型調入加工仿真軟件,與加工后的模型與理論模型進行比較檢查,為比較后得到的未切除的殘留量的模型。
 
由于大型鈦合金結構毛坯鍛造難度極大,需要超大型專用鍛造設備,目前我國還沒有此類鍛造設備,暫時不能滿足鈦合金框整體毛坯的鍛造,只能采用分段鍛件加工后焊接的方式。目前大型鈦合金框的研制大體有2 種方案可供選擇:分段精加工—焊接—補充加工焊接接頭部位;分段粗加工—焊接—整體數控精加工。俄羅斯Su-27 的42 框是鈦合金整體框,其基本工藝方法采用了第一種方案,這樣生產效率高,但對焊接精度要求高。第二種方式適合更大更復雜并且焊縫多、焊接變形情況復雜的框,整框最終精度由數控加工來保證,這種方式的弊端就是造成焊后數控加工只能在一臺機床上進行,加工周期長,質量風險大。
 
大型鈦合金結構的在線檢驗技術。此類大框焊后必須通過測量,精確掌握焊接變形情況和余量分布情況,這樣才能為整框的加工確定基準和分配余量。由于此框焊后尺寸大,寶雞市力航鈦業有限責任公司(www.dtjoud.co)所現有測量機無法測量, 利用雷尼紹測頭在機床上進行在線測量是一個很好的方案,測量后就可直接找正零件,并建立加工坐標系,如圖3 所示。大型鈦合金整體框是先進戰斗機大型復雜結構零件的典型范例,是數控加工領域內公認的難題之一,價格很貴,生產周期長達1~3 個月,因而對加工中所涉及的機床、刀具、工裝、切削參數、編程方法、仿真技術、測量技術、變形控制、切削效率等技術都提出了更高的要求,必須設計科學嚴謹的工藝規程才能保證大型鈦合金整體框數控加工的質量。隨著材料技術、制造技術的發展以及飛機性能和結構的需要,在國內外先進主力戰斗機的結構設計中,為滿足飛機輕量化、長壽命、易維護等需求,機體零件結構向整體化、薄壁化、結構承載與功能綜合化等方向發展,因此越來越多地采用了整體結構設計,其典型的代表就是整體框結構,將以前需要數個框段通過機械連接而成的框改為一個整體結構的大框,這樣可以大幅減少零件數量,增加強度,減輕結構重量。
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