用于鈦合金鋁合金復合材料的疊層材料的精加工孔工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機加工工藝，尤其涉及一種鉆孔加工工藝。
【背景技術】
[0002]隨著航空技術的發展，特種新型材料的研制越來越廣闊，目前在航空結構件中大量采用的是鈦合金-鋁合金-復合材料構成的疊層材料，隨之而來的加工技術要求也越來越高，大量采用該新型材料所帶來的難題是:如何解決疊層材料(即鈦合金-鋁合金-復合材料構成的疊層材料)的高精度孔的在飛機裝配過程中的加工技術。
[0003]其中復合材料和鈦合金都是典型的難加工材料。復合材料熱導率小，線膨脹系數和彈性恢復都較大，導致復合材料有縮孔現象；同時鉆削復合材料一般采用高轉速和小進給量。鈦合金熱導系數小、彈性恢復大、冷硬、粘結、擴散現象嚴重導致鈦合金鉆削性能差，鉆削中有回彈，尺寸不穩定；所以鉆削鈦合金一般采用低轉速和適量進給量。鋁具有一系列比其他有色金屬、鋼鐵、塑料和木材等更優良的特性，如密度小，僅為2.7g/cm3，約為銅或鋼的1/3 ；良好的耐蝕性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的導熱性和導電性；彈性系數小；良好的力學性能；優良的鑄造性能和焊接性能；良好成型性能、切削加工性；所以鋁合金也有擴孔現象。
[0004]由于飛機的制造生產中對技術要求越來越高，裝配時對孔的精度要求都很高，很多孔的精度要求在0?+0.01mm,從而對加工工藝的要求也非常高。目前的主要工藝是孔在零件狀態下分別加工，然后再裝配，單個孔的加工難度減小了，但是裝配難度大大提高了。
[0005]如果采用自動進給鉆孔加工工藝，主要采用用鉆絞一體刀來實現，刀具材料為硬質合金麻花鉆，同時按鈦合金的轉速和進給量進行鉆削加工。由于三種材料用相同的方法相同的刀具相同的進給，鉆削加工的孔由于縮孔和擴孔的原因，造成孔徑不一致而無法滿足客戶要求。制孔精度差，容易出現鈦合金翻邊，復合材料燒蝕現象，同時，由于復合材料有縮孔現象，鈦合金和鋁合金有擴孔現象，而且鈦合金和鋁合金的擴孔比例不一樣，造成在加工后無法同時滿足三種材料上的孔徑要求。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是要提供一種更加合理更加高效的用于鈦合金鋁合金復合材料的疊層材料的精加工孔工藝，同時保證較高的加工精度。
[0007]為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下:
[0008]—種用于鈦合金鋁合金復合材料的疊層材料的精加工孔工藝:
[0009]a、采用疊層材料裝配后制孔的工藝，采用自動進給鉆配合手動精鉸孔工藝；
[0010]所述的自動進給鉆工藝采用鉆鉸一體刀具，所述的自動進給鉆工藝后預留1?
1.5mm的鉸孔余量以確保精鉸孔加工后的孔精度；
[0011]b、所述的自動進給鉆工藝中，確保鉆削時從鈦合金一側鉆入；這樣才能使孔徑尺寸達到最佳；
[0012]c、所述的自動進給鉆工藝采用啄鉆工藝加工；
[0013]所述的自動進給鉆工藝中刀具的運動包括徑向旋轉運動和軸向的進給運動，所述的啄鉆工藝即所述的刀具在切削工作中軸向進給運動產生一定頻率和振幅的行進起伏；這樣可以大大減少加工中的卡刀現象；
[0014]d、所述的自動進給鉆工藝中，在切削加工中使用鯨蠟醇鉆孔潤滑劑來緩解復合材料的燒蝕現象；
[0015]e、根據孔的精度要求，所述手動精鉸孔工藝包括若干次精鉸孔加工。如要獲得高精度的孔，需要對疊層結構進行絞孔，可以根據需要經兩次或多次絞孔后，復合材料及鋁合金及鈦合金的極差可以控制在0.01mm內；對于大于8.0mm夾層結構的孔，可以采用鉆孔-擴孔方法加工，每次擴孔可以取0.4mm?0.8mm。
[0016]所述的自動進給鉆工藝中所述的鉆絞一體刀具最好涂覆金剛石涂層，從而有效地增加刀具壽命。
[0017]根據本發明的加工工藝首先以采用鉆鉸一體刀具的自動進給鉆工藝粗鉆獲得具有一定加工余量的粗制孔，在加工中確保鉆孔方向、采用啄鉆工藝并使用鯨蠟醇鉆孔潤滑劑，這樣就可以有效地避免卡刀、撕裂、燒蝕等現象的產生，大大提高成品率。然后，預留1?1.5mm的鉸孔余量，以確保精鉸孔加工后的孔精度，根據孔的精度要求結合若干次的手動精鉸孔工藝，從而獲得滿足精度要求的貫穿復合疊層材料的孔。本發明的精加工孔工藝獲得的加工產品質量穩定，孔的精度都可以保證在0?0.01mm ;產品成品率提高，刀具壽命提高，從而大大降低了生產成本；大大提高了生產效率，減輕了勞動強度。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本發明實施例對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0019]本實施例中的加工材料是用于航空結構件的是鈦合金-鋁合金-復合材料構成的疊層材料，由于該材料的制孔存在一定難度，本發明采用如下加工孔工藝:
[0020]a、采用疊層材料裝配后制孔的工藝，采用自動進給鉆配合手動精鉸孔工藝；
[0021]所述的自動進給鉆工藝采用鉆鉸一體刀具，所述的自動進給鉆工藝后預留1.2mm的鉸孔余量以確保精鉸孔加工后的孔精度(出于代加工工件對孔精度要求的不同該預留鉸孔余量也可以是1?1.5mm)；
[0022]b、所述的自動進給鉆工藝中，確保鉆削時從鈦合金一側鉆入；
[0023]c、所述的自動進給鉆工藝采用啄鉆工藝加工；
[0024]所述的自動進給鉆工藝中刀具的運動包括徑向旋轉運動和軸向的進給運動，所述的啄鉆工藝即所述的刀具在切削工作中軸向進給運動產生一定頻率和振幅的行進起伏；這樣可以大大減少加工中的卡刀現象；
[0025]d、所述的自動進給鉆工藝中，在切削加工中使用鯨蠟醇鉆孔潤滑劑來緩解復合材料的燒蝕現象；
[0026]e、根據孔的精度要求，所述手動精鉸孔工藝包括兩次精鉸孔加工，從而達到三層材料的孔精度一致，并達到0?+0.01mm。由于代加工工件對孔精度要求的不同，所述手動精鉸孔工藝也可以包括其它若干次(1次、3次或4次等)精鉸孔加工，復合材料及鋁合金及鈦合金的極差可以控制在0.01mm內；對于大于8.0mm夾層結構的孔，可以采用鉆孔-擴孔方法加工，每次擴孔可以取0.4mm?0.8mm。
[0027]由于該疊層材料制孔加工中對刀具的損耗相當嚴重，所以所述的自動進給鉆工藝中所述的鉆絞一體刀具涂覆金剛石涂層，以有效地增加刀具壽命。
[0028]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種用于鈦合金鋁合金復合材料的疊層材料的精加工孔工藝，其特征在于: a、采用疊層材料裝配后制孔的工藝，采用自動進給鉆配合手動精鉸孔工藝； 所述的自動進給鉆工藝采用鉆鉸一體刀具，所述的自動進給鉆工藝后預留1?1.5mm的鉸孔余量以確保精鉸孔加工后的孔精度； b、所述的自動進給鉆工藝中，確保鉆削時從鈦合金一側鉆入； c、所述的自動進給鉆工藝采用啄鉆工藝加工； 所述的自動進給鉆工藝中刀具的運動包括徑向旋轉運動和軸向的進給運動，所述的啄鉆工藝即所述的刀具在切削工作中軸向進給運動產生一定頻率和振幅的行進起伏； d、所述的自動進給鉆工藝中，在切削加工中使用鯨蠟醇鉆孔潤滑劑來緩解復合材料的燒蝕現象； e、根據孔的精度要求，所述手動精鉸孔工藝包括若干次精鉸孔加工。2.如權利要求1所述的用于鈦合金鋁合金復合材料的疊層材料的精加工孔工藝，其特征在于:所述的自動進給鉆工藝中所述的鉆絞一體刀具涂覆金剛石涂層。
【專利摘要】本發明公開了一種用于鈦合金鋁合金復合材料的疊層材料的精加工孔工藝：采用疊層材料裝配后制孔的工藝，采用自動進給鉆配合手動精鉸孔工藝；確保鉆削時從鈦合金一側鉆入；自動進給鉆工藝采用啄鉆工藝加工；在切削加工中使用鯨蠟醇鉆孔潤滑劑。根據本發明的加工工藝首先通過特定工藝獲得具有一定加工余量的粗制孔，這樣就可以有效地避免卡刀、撕裂、燒蝕等現象的產生，大大提高成品率，然后通過若干次的手動精鉸孔工藝獲得滿足精度要求的貫穿復合疊層材料的孔；本發明提供一種更加合理更加高效的特定疊層材料的精加工孔工藝，同時保證較高的加工精度。
【IPC分類】B23B51/08, B23B35/00, B23P15/00
【公開號】CN105252034
【申請號】CN201510749670
【發明人】劉劍鳴
【申請人】劉劍鳴
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月6日