车铣加工技术在航空零部件中的应用.doc

车铣加工技术在航空零部件中的应用 目录 TOC \o "1-9" \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：车铣加工技术在航空零部件中的应用 1 1、车铣加工技术在航空零部件中的应用 1 文2：车铣工艺教学设计研究 6 1基于“六步四结合”+项目教学法的教学设计 6 1.1课程定位 6 2效果分析 7 原创性声明（模板） 8 正文 车铣加工技术在航空零部件中的应用 文1：车铣加工技术在航空零部件中的应用 1、车铣加工技术在航空零部件中的应用 车铣加工按铣刀与工件的相对位置分为轴向、正切和正交车铣3类常用的加工方法，它们分别有各自的特点：轴向车铣由于受到刀具长度的限制，所以加工行程不长；正切车铣由于受到刀具长度的限制，所以一般适合于直径较小的细长轴类零件的加工；正交车铣的铣刀回转轴线与工件的回转轴线相互垂直，是加工大型回转体和细长轴类零件的一种高效方法。其中，正交车铣可根据铣刀轴线和工件轴线的距离和方位分为无偏心、上偏心和下偏心3种加工方式。 2、难加工材料的车铣加工 2.1高强度钢的车铣加 在车铣加工技术领域具有开创性的代表人物是Schulz，他在首先提出车铣加工概念的同时，采用硬质合金P20/30（对应于我国的YT14/5牌号）、CBN和复合陶瓷涂层（Al2O3+TiC）刀具对轴承钢100Cr6（HRC≥62）进行轴向车铣加工，进行了刀具磨损、表面粗糙度、表面形貌试验，结果表明车铣加工可以在工件低速旋转条件下实现高速切削，且断屑容易；其表面粗糙度值远小于车削，加工表面粗糙度Ra小于0.5μm，Rz小于2μm，可媲美磨削。Schulz的研究成果提供了一种新的可替代车削的加工方式，尤其适用于车削后需要磨削的零件。同时，其研究成果也为车铣加工技术在难加工材料、大型回转类零件以及薄壁类等零部件加工上的应用提供了思路和借鉴。 我国学者对于不同刀具材料、不同切削条件下车铣加工高强度钢的刀具磨损规律和机理进行了大量的试验研究工作。结论如下： （1）对于涂层刀具来说，采用干切削的刀具耐用度大大高于采用水溶乳化液冷却的刀具耐用度。这是由于水溶乳化液冷却时高频交变热应力较大，涂层剥落较快；干式切削时，高频交变热应力较小，虽在涂层表面有微裂纹产生，但涂层不易剥落，刀具耐磨性较好。例如采用TiN涂层刀具高速正交车铣D60钢时，干切削的刀具耐用度是185min，而水溶性冷却的刀具耐用度只有35min；采用金属陶瓷刀具高速车铣D60钢时，干切削的刀具耐用度是160min，而水溶性冷却的刀具耐用度只有18min。 （2）正交车铣高强度钢时，刀具磨损规律与铣刀速度有很大关系，刀具磨损随铣刀速度的提高而加剧。例如，在水溶性冷却液浇注冷却条件下，采用陶瓷刀片高速正交车铣D60钢，当铣刀速度v=392.5m/min时，后刀面磨损可经历初期磨损、正常磨损和剧烈磨损3个阶段，而当v=785m/min时，刀具只经过很短时间便迅速磨损。同时，高速正交车铣高强度钢时，不论湿式切削还是干式切削，刀具的主要磨损形态是后刀面磨损。 （3）正交车铣的刀具磨损机理与铣刀速度、刀具材料、工件材料和冷却条件有很大关系。例如在水溶性冷却液浇注冷却条件下，采用TiN涂层刀具高速正交车铣D60钢时，在较低的切削速度下车铣复合加工高强度钢的刀具磨损机理主要以粘结磨损为主，在此基础上也伴随疲劳—剥落磨损和磨料磨损等；而在较高的切削速度下以疲劳—剥落磨损和扩散磨损为主，并伴随粘结磨损和磨料磨损等，各种磨损机理在不同的切削条件下相互影响，相互作用。 2.2钛合金的车铣加工 对采用TiAlN涂层硬质合金刀具对钛合金TC4的轴向车铣研究表明：顺铣的刀具耐用度要高于逆铣，刀具磨损速度随着切削速度的增大而增大，且磨损主要发生在刀尖刃口与后刀面处，刀具磨损形式以粘结磨损为主；切削速度在50~150m/min范围内对已加工表而粗糙度没有明显的影响，每齿进给量从0.05mm增加到0.15mm，已加工表而粗糙度明显增大。 对比了无涂层和TiAlN涂层硬质合金刀具正交车TC4的刀具耐用度情况，表明逆铣时刀具和工件摩擦、挤压严重，切削刃处容易积累大量切削热，加上刀具的切入和切出，使刀片承受交变载荷，从而在切削液的作用下产生微裂纹，而采用无涂层硬质合金刀具在顺铣干切条件下可以延缓刀具磨损，提高刀具耐用度。 在建立正交车铣已加工表面粗糙度理论模型的基础上，对钛合金TC9进行试验验证，通过增大转速比和偏心量以及降低轴向进给量，可以保证表面粗糙度Ra控制在1μm以内，这表明正交车铣完全可以实现钛合金的精密加工。 2.3镍基高温合金的车铣加工 着重考察了冷却润滑方式对车铣加工难加工材料的切削加工性的影响。采用硬质合金刀具，对比了常规浇注冷却车削、干式正交车铣、常规浇注冷却正交