高体积分数SiCp∕Al复合材料航天结构件的铣磨加工.pdf

《高体积分数SiCp∕Al复合材料航天结构件的铣磨加工.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、制造技术研究航天制造技术高体积分数SiCp/Al复合材料航天结构件的铣磨加工刘晓袁峰尹春晖任斐（上海航天设备制造总厂，上海200245）摘要：通过工艺试验，研究了工艺参数对铣磨力与铣磨表面质量的影响。结果表明，较高的主轴转速、较低的进给速度与铣磨宽度是降低铣磨力的有效手段，铣磨工具的磨粒颗粒度是影响铣磨表面质量的主要因素。通过对一系列典型高体积分数SiCp/Al复合材料航天结构件进行样件加工，验证了铣磨工艺的可行性与有效性。关键词：SiCp/Al复合材料；铣磨加工；航天结构件；工艺优化Mill-grindingofSiCp/AlCompositesAerospaceStruct

2、ureswithHighContentParticleLiuXiaoYuanFengYinChunhuiRenFei(ShanghaiAerospaceEquipmentsManufacture,Shanghai200245）Abstract：Theeffectofthemachiningparametersonthemill-grindingforceandthesurfaceroughnesswasinvestigated.Theresultsshowthatthehighspeedofspindle,lowfeedrateandlowcuttingdepth,werean

3、effectivewaytoreducethemill-grindingforce,andthesizeoftheabrasiveisthemajorfactorwhichinfluencesthesurfaceroughness.Aseriesofaerospacestructureweresuccessfullymachined,andthevalidityofthemilling-grindingmethodwasproved.Keywords：SiCp/Alcomposites；mill-grinding；aerospacestructures；machiningopt

4、imization1引言研究机构从切削加工的刀具材料、切削参数等方面开展了一系列研究，同时也对电加工、激光加工、水射随着载人航天与探月工程、卫星导航与对地观测流加工等特种加工方法进行了探索。已有研究结果显系统等国家科技重大专项的深入开展，对高性能复合示，即使使用金刚石涂层刀具，加工SiCp/Al复合材料材料的需求愈加迫切。碳化硅颗粒增强铝基复合材料时，刀具寿命通常不超过1小时，且常出现崩边等加[5]（简称SiCp/Al复合材料）由于其密度小、刚度强、线工缺陷。SiCp/Al复合材料电火花加工时，非导电性性膨胀系数低等特性，在空间飞行器及各类武器装备的SiC增强颗粒在电火花加工中

5、会产生“屏蔽作用”，[1，2][6]中得到广泛应用。这些零件材料中的碳化硅颗粒造成放电状态不稳定，从而影响整体加工效率。激增强相的体积分数高达45%～55%，较高的增强相体光加工SiCp/Al复合材料虽然可获得较高的材料去除[7]积分数，在满足产品各项综合性能指标的同时，也给率，但是激光加工中的高温会对材料内部造成影响，其加工带来了诸如刀具磨损严重、加工表面完整性差且由于激光的穿透性，使其并不适用于型腔加工。水[3，4]等一系列问题。射流加工虽然无宏观力与热影响区，但是射流的特性[8]针对SiCp/Al复合材料加工中的难题，国内外相关决定了其无法进行精密加工。基金项目：国家科技

6、重大专项（2014ZX04015021）。作者简介：刘晓（1983-），博士，机械制造及其自动化专业；研究方向：数控加工与特种加工。收稿日期：2015-01-145制造技术研究2015年4月第2期近年来，铣磨加工作为一种新兴的加工方法，在头径向跳动小于5μm。根据上述原则设计的铣磨工具硬脆复合材料加工领域得到应用。铣磨加工以镀有金如图1所示。刚石颗粒的铣磨头代替传统立铣刀，在高速主轴与多轴数控系统的驱动下，以类似铣削的方式完成复杂特征的加工。铣磨加工既具备磨削加工多刃切削的优势，又具备铣削加工多轴运动的特点，在获得较高加工效率的同时，可有效提高加工表面的完整性，基于a电镀铣磨工

7、具上述优势，铣磨加工在高体积分数SiCp/Al复合材料加[9]工中已得到了初步应用。本文针对型号产品研制生产中的需求，从工具设计、工艺优化及实际加工等方面，对高体积分SiCp/Al复合材料航天复杂结构件的铣磨加工开展研究。b陶瓷结合剂铣磨工具2铣磨工具的设计图1SiCp/Al复合材料铣磨工具针对产品的几何特征与铣磨加工的特点，需要设3铣磨工艺优化计制造一种既可满足实际加工要求且成本较为经济的铣磨头，铣磨头的设计要点主要分为磨料选择、结3.1铣磨参数与铣磨力的关系合剂（方式）选择与结构设计三个