黎明航空发动机公司材料切削加工有何要求与特点?
2013-5-6 来源:中航工业沈阳黎明航空 作者:高级工程师杨金发
航空发动机典型零部件大多采用钛合金、高温合金等难加工材料,不但强度、硬度高,且韧性和延伸率大,导热性差,加工表面的加工硬化大,切削性能差。航空零部件是在高温、高压、高转速的恶劣环境下工作,每一种新产品的开发都意味着零件功能、结构、材料的重大变更,也是对切削加工提出的开发任务。
航空典型零件中的盘类零件趋向薄壁。为保证盘类件在高转速下平衡,主要表面的尺寸精度、位置精度、形状误差、表面粗糙度等要求较高。各类型轴,结构上一般都是空心轴,内表面根据等强度条件设计有台阶孔,内外表面同轴度很高,壁薄。机匣中难加工材料的广泛应用以及机匣结构的复杂、材料去除量大、精度及表面质量要求高,加工周期较长,这些因素都需要切削加工技术不断提升。
航空难加工材料切削加工的主要矛盾,已从是否能够切削加工,转向如何高效率、低成本地进行加工。
航空难加工材料切削加工特点:
(1)切削力大,切削温度高
难切削材料大都具有高的硬度和强度,原子密度和结合力大,抗断裂性和持久塑性高,在切削过程中切削力大。多数难切削材料,不仅具有较高的常温硬度和强度,而且具有高温硬度和高温强度,因此在切削过程中,消耗的切削变形功率大,材料本身的导热系数小,切削区集中了大量的切削热,形成很高的切削温度。
(2)加工硬化倾向大
一部分难切削材料,由于塑性、韧性高,强化系数高,在切削过程中的切削力和切削热的作用下,产生很大的塑性变形,造成加工硬化。
(3)刀具磨损大
加工难加工材料时的切削力大,切削温度高,刀具与切屑之间的摩擦加剧,刀具材料与工件材料产生亲和作用,材料硬质点的存在和严重的加工硬化现象的产生,使刀具在切削过程中产生磨损,丧失切削的能力。
(4)切屑难控制
材料的强度高,塑性和韧性大,切削时的切屑呈带状的缠绕屑,既不安全,又影响切削过程的顺利进行。由于难切削材料特有的性能和切削特点,切屑控制是一个普遍存在的问题,只有通过采用可靠断屑措施,才能顺利地进行切削。
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