钛合金螺丝、钛合金螺栓加工钛标准件

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钛合金螺丝、钛合金螺栓加工钛标准件

薄壁零件凭借着自身质量轻、结构紧凑等优点在这个现代化的社会，特别是现在的航空领域已经深深站稳脚跟，并且在以后的发展中，势必也会有它的一席之地。但是，就目前的加工工艺以及加工方法来看，因为薄壁零件自身刚度较低的原因，所以工件在加工工程中出现变形的问题依然限制薄壁零件大规模发展的原因之一，特别是一些传统的加工方法，现在已经面临淘汰，数控加工是未来工件加工的一个必然的发展趋势。
1、薄壁零件的分类及特点
生活中常见的薄壁零件的形状一般为圆环形、壳体形以及平板形，这些零件的结构尺寸一般远远大于其厚度，而当其的结构尺寸或者曲率半径与自身厚度之比大于20的时候，我们称这种零件为薄壁零件。薄壁零件可以按照基本的材料属性进行划分，一般有钛合金、塑料以及一些复合材料，这些不同材料加工出的薄壁零件具有不同的性质，可满足各种市场的需求，而本文主要对钛合金薄壁零件的加工方法进行分析。薄壁零件几乎都是由薄型板和加强筋条构成，这也是薄壁零件质量轻的原因所在，通过制造不同规格的薄壁零件，可适用于各种用途。按照结构用途可以将薄壁零件分为梁类、接头类、壁板类以及肋类等类型，这些不同类型的零件都是具有各自特的形状，完成各自的功能。但是，这种薄壁零件自身的特性使得生产过程较困难，因为薄壁具有较低的刚度，所以在加工过程中，很容易出现变形等情况，导致生产出的薄壁零件不符合标准。由此，可以看出，对薄壁零件的加工方法的分析以及对其加工工艺的优化是十分有必要的，对于推进薄壁零件加工行业的发展具有重大意义。
2、影响钛合金薄壁零件加工精度的因素
在实际对薄壁零件的加工过程中，影响钛合金薄壁零件加工精度的因素不计其数，其中，主要的影响因素可以参见图1，一般来讲，工件的属性、刀具、机床这些都会对薄壁零件的加工精度造成影响。例如，如果因为工件自身的刚度不足，在加工过程中可能出现的变形就会导致较大的精度损失，所以，在加工过程中，尽可能减少或者避免工件出现变形的情况，这是提高薄壁零件加工精度的方法。
2.1装夹因素对零件变形的影响
装夹工艺是整个薄壁零件加工工艺的核心工艺之一，不管是采用何种加工方式，装夹工艺的好坏都将直接决定着薄壁零件的加工质量。对于薄壁零件的加工，装夹方案、夹紧点位置和夹紧力等决定着被加工零件的质量。如果采用不合适的夹紧点位置或者夹紧力，可能导致零件出现不同程度的变形，也会在很大程度上影响零件的加工精度。特别是在机床上进行薄壁零件的加工时，装夹工艺的重要性体现得，其中，30%～50%的加工误差都来源于装夹工艺。此外，在薄壁零件加工过程中，?A紧力与切削力间力的波动效应会产生耦合作用，从而导致加工残余应力和零件内部初始残余应力重新分布，这也会对零件的加工质量带来影响。所以，现在薄壁零件的装夹问题依然不容忽视，提升薄壁零件装夹工艺对于防止加工过程中的零件变形具有十分重大的意义。
2.2切削力和切削热对零件变形的影响
薄壁零件的加工工艺参数直接反映了薄壁零件与加工道具之间的关系，在薄壁零件的加工过程中，由于钛合金薄壁零件的弹性模量较低，已经加工完成的零件表面会产生较大的回弹，这样会直接导致已加工表面与刀具的后刀面接触面积增大，会对薄壁零件的加工质量的造成非常大的影响，使得零件的加工精度急剧下降，同时，也会降低刀具度。另一方面，如果切削力过大，超过了材料的弹性极限，就会导致零件产生塑性变形。而且，切削热的存在也是影响零件加工质量的关键之一，切削热是由切屑与前刀面、工件已加工表面与后刀面之间的摩擦产生，大量的切削热会导致工件各部位的温度不均匀，也会加剧零件的变形，从而导致零件加工精度下降，同时，零件的表面质量也不能得到很好的。
2.3残余应力对变形的影响
薄壁零件中的残余应力主要有两个组成部分。一部分是在薄壁零件的初始成形过程中产生的初始残余应力，这部分残余应力的产生有多种原因，其中，对于大面积的拼接合成薄壁类零件，在加工过程中受到残余应力的影响更加明显。第二部分是已加工表面的残余应力，这部分残余应力主要是刀具对工件表层金属的机械作用、热作用以及里层金属的弹性恢复等各种因素综合影响的结果。在薄壁零件的加工过程中，极有可能打破零件毛坯中残余应力的平衡，而这时候，零件内部的应力平衡被打破，导致应力重分布，从而引起零件的变形。