高温合金环块零件加工工艺研究

摘要

高温合金由于在高温下具有特别优良的性能，日益引起人们的关注，在航空航天领域上有着广泛的应用前景。但是由于高温合金导热系数小，在其车削加工过程中容易出现严重的加工硬化，加工表面质量不稳定，切削量大时表面产生较大残余应力。而电火花加工在控制零件加工变形方面有着很大优势。
　　本文针对K465高温合金环块零件加工工艺过程，确立了电火花与车削复合加工方案，利用电火花去除大部分材料余量，再使用车削方式精加工。通过大量的试验和测试，对K465高温合金环块在加工效率等方面进行了系统的研究，主要的研究内容包括:
　　(1)本文在对环块零件结构分析的基础上，绘制加工余量图，确定电火花加工部位的余量分布。使用UG软件建立电火花电极及夹具三维模型，确定多级电火花加工方案，并对加工效率、加工成本等进行分析。
　　(2)利用UG软件建立精车夹具模型，并利用ABAQUS软件对精车夹具进行静力分析和模态分析，验证夹具结构的可行性。优化加工装夹方式，缩短刀具加工的空行程，降低刀具消耗。
　　(3)利用ABAQUS软件对不同角度刀具切削过程中零件应力进行分析，确定55度车刀进行后续精车加工，提高加工效率。
　　(4)优化篦齿加工工艺，对比三角螺纹车刀和专用篦齿切削刀具加工效率，选择专用六齿篦齿切削刀具，并对刀具消耗和加工时间进行分析。
　　通过上述研究，分析电火花车削复合加工的可能性，找出适合高温合金K465环块零件加工的最优工艺方案，在保证零件质量和精度的前提下，达到零件低成本高效加工的目标，为控制高温合金零件加工变形提供了一种解决方案。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 本文的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电火花加工技术

1．2．2 切削加工国内外发展现状

1．3 本文研究的思路与内容

1．3．1 任务来源

1．3．2 课题目标

1．3．3 本文主要研究工作

2 高温合金加工工艺分析

2．1 高温合金加工性能分析

2．2 金属切削加工的特点

2．3 电火花加工原理

2．3．1 电火花加工原理

2．3．2 电火花加工参数选择

2．3．3 影响电火花加工表面质量的因素

2．3．4 影响电火花加工精度的因素

2．4 K465材料零件加工工艺

2．5 本章小结

3 总体试验方案的论证及制定

3．1 高温合金环块零件工艺性分析

3．2 电加工去除余量方案

3．2．1 电加工及成组加工方案设想

3．2．2 加工部位结构和尺寸

3．3 车加工夹具改进方案

3．4 车加工刀具改进方案

3．5 刀具软件仿真结果分析对比

3．6 环块零件加工夹具有限元分析

3．6．1 模态分析基本理论

3．6．2 环块零件有限元分析

3．7 本章小结

4 高温合金环块零件加工方案实施

4．1 电火花加工具体方案

4．1．1 电加工夹具定位和电极结构

4．1．2 电加工试验实施

4．1．3 试加工前期存在的问题

4．1．4 试加工问题改进

4．2 高温合金环块零件车削具体方案

4．2．1 环块零件数控车削加工夹具设计

4．2．2 高速钢和硬质合金刀具的验证

4．2．3 陶瓷刀片的试验

4．2．4 机夹刀片的试验

4．3 篦齿车加工刀具方案实施

4．4 外环块精车实验结果

4．4．1 不同刀具加工效率对比

4．4．2 刀具消耗对比

4．5 本章小结

结论

参考文献