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蜂窝零件的高效数控加工《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:22:53 阅读: 来源:插件机厂家

2017-02-10 16:41:13来源: 贤集网

随着航空航天领域对蜂窝材料的要求不断提高,传统数控加工方法对加工结构多样、型面复杂的蜂窝零件存在加工效率低、精度不高以及零件报废率高等问题。因此,国内外众多学者为解决蜂窝加工中的难题进行了大量研究。Shafizadeh等对蜂窝结构进行了压缩强度试验分析;Gibson等提出了蜂窝材料的等效弹性参数公式,即Gibson公式;Kennedy对复合材料的高速铣削加工提出了系统的加工方案;新加坡南洋理工大学的Foo等针对NOMEX蜂窝做了机械性能研究试验;浙江大学金成柱博士针对NOMEX蜂窝的高速铣削加工工艺进行了研究。在上述试验的基础上,通过不断改进传统的数控加工,加工效率更高,效果更好。其中研究较多的有高速数控加工和超声波数控加工,主要从加工方式、刀具以及加工参数3方面进行研究。

加工方式的选择

(1)高速数控加工。高速加工的概念于1929年由德国物理学家Salomon博士提出,他指出当切削速度高于一定值时,切削热反而会变低。这一理论突破对切削速度和切削热的传统认识,从而使得高速加工得到了很大的发展。对于蜂窝材料来说,高速数控加工能够很好地解决蜂窝加工过程中遇到的困难,并且加工效率、加工质量均得到了提高。高速数控加工方式有铣削加工、磨削加工、车削加工以及组合加工,其中以高速铣削加工最为常用。加工过程一般与普通铣削过程类似,但由于蜂窝的特殊性,在解决了固持的问题之后,还需注意加工参数的选择。

(2)超声波数控加工。超声振动切削加工源于日本宇都宫大学隈部淳一郎教授提出的振动钻削理论。经过国内外学者多年的探索研究,总结发展出的超声辅助加工能够降低切削热、降低表面粗糙度以及提高加工精度,并且已经应用在难加工材料的加工中,效果良好。超声波加工的基本原理是:(a)利用超声波发生器将交流电转换成电振荡信号;(b)通过换能器转变成机械振动;(c)利用变幅杆将振幅放大并传递给加工刀片;(d)刀片在主轴的带动下进行旋转,从而实现切削加工。GFM公司(奥地利)于1980年在全球首次将超声技术引入了机械加工领域,并研发出了一整套适用于加工复合材料的加工设备。

加工刀具的选用

不论是高速数控加工还是超声波数控加工,其中最为重要的就是选用何种加工刀具。刀具的好坏将直接关系到能否加工以及加工质量的高低。选用不合理的刀具将造成蜂窝材料在加工过程中压伤、拉起等缺陷,因此加工蜂窝材料不能采用常规的刀具,需要采用适用于蜂窝结构和力学性能的特殊刀具。在经过多年的发展之后,目前已经形成了种类繁多的加工刀具规格,最常见的是碟形无齿铣刀和带粉碎刃的碟形无齿铣刀。

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