復(fù)合材料工裝數(shù)控切削參數(shù)試驗方案

李巍 李世新

（航空工業(yè)西安飛機工業(yè)(集團)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710089）

國內(nèi)大飛機項目的研究發(fā)展，勢必帶動殷鋼模具在復(fù)合材料制作生產(chǎn)中得到應(yīng)用。公司為實現(xiàn)復(fù)材制造技術(shù)的大跨越、大提升，搶占復(fù)合材料核心、關(guān)鍵、重點產(chǎn)品制造能力的領(lǐng)先地位，突顯公司復(fù)材產(chǎn)業(yè)的績效優(yōu)勢，公司將對復(fù)材產(chǎn)業(yè)進行重點發(fā)展。模具鍛鑄廠順應(yīng)公司發(fā)展前景，為對INVAR 鋼的切削性能和力學(xué)性能進行研究，現(xiàn)進行復(fù)合材料工裝數(shù)控加工試切試驗。

一、目標(biāo)

通過向公司數(shù)控專家及刀具供應(yīng)商交流，制定合理的試切方案，對INVAR 鋼材料的試件進行試切，進行現(xiàn)場跟產(chǎn)，獲得加工長桁類及梁類結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料成型模、壁板類成型模的數(shù)據(jù)，通過切削試驗進行比對分析，獲得最佳切削參數(shù)，為刀具選型提供依據(jù)，為加工大尺寸壁板類復(fù)合材料成形工裝進行技術(shù)積累。

根據(jù)設(shè)計要求，對試刀試驗的制造精度目標(biāo)如下：

型面公差±0.08，精加工表面粗糙度Ra1.6。

二、試件輸入

（一）試件形式

試驗試件包括梁類試件、“L”型試件、頂面弧形、窩型及制孔試件。

（二）試件材料：INVAR 合金鋼

INVAR 鋼作為一種低碳鋼，常溫下具有很低的熱膨脹系數(shù)，其平均值約1.6X10-6/℃,只有Q235 鋼的1/6 左右，且在室溫-80℃～230℃時比較穩(wěn)定。

三、主要試驗方案

（一）試驗設(shè)備

數(shù)控銑床型號：三坐標(biāo)數(shù)控龍門銑床、三坐標(biāo)數(shù)控銑床FTV850、五軸高速數(shù)控銑床K211、五座標(biāo)數(shù)控龍門銑床420G；

試驗刀具及工具：

精飛平面刀具：Φ63R0.8 盤銑刀（鑲齒合金）；

粗銑刀具：Φ32R5,Φ40R6；

精銑刀具：Φ20R10，Φ20R2，Φ16R8、Φ10R5、Φ8R0；

精銑刀具：Φ20R10，Φ16R1.6（鑲齒合金）；

鉆頭：Φ8 鉆頭；

表面粗糙度檢測儀；

測量平臺。

（二）實驗內(nèi)容

試驗內(nèi)容：梁類試件、“L”型試件、頂面弧形試件、窩型及制孔加工刀具試驗。

試驗的目的：在本廠現(xiàn)有加工參數(shù)的基礎(chǔ)上，尋求較好的刀具切削參數(shù)以獲得滿足要求的銑削試件，根據(jù)以往生產(chǎn)經(jīng)驗，此次試驗考察的影響因素主要有轉(zhuǎn)速（進給、線速度）、切寬、切深。

粗加工試驗的考察指標(biāo)是試件的加工效率（單位成本內(nèi)）；

精加工試驗的考察指標(biāo)是試件的變形量與表面粗糙度（單位成本內(nèi)）；

試驗過程中需保持一致的參數(shù)：加工機床、工件裝夾方式。

（三）試切件典型型面

1.梁類試件

圖1 梁類試件簡圖

尺寸：70mm×70×2000mm（共3 件）

粗銑刀具試切表如下：

精銑刀具試切表如下：

2.“L”型試件

圖2 L 型試件簡圖

尺寸：70mm×1250mm×100mm（共3 件）

粗銑刀具試切表如下：

精銑刀具試切表如下：

3.頂面弧形試件

圖3 頂面弧件試件簡圖

尺寸：15mm×300mm×550mm（6 件）

粗銑刀試切表如下：

精銑刀試切表如下：

4.窩型試件

圖4 窩型試件簡圖

尺寸：15mm×300mm×420mm（1 件）

粗銑刀試切表如下：

精銑刀試切表如下：

5.孔型試件

圖5 孔型試件簡圖

尺寸：15mm×300mm×275mm（1 件）

試切表如下：

四、結(jié)論

國內(nèi)大飛機項目的研究發(fā)展，勢必帶動殷鋼模具在復(fù)合材料制作生產(chǎn)中得到應(yīng)用。公司為實現(xiàn)復(fù)材制造技術(shù)的大跨越、大提升，搶占復(fù)合材料核心、關(guān)鍵、重點產(chǎn)品制造能力的領(lǐng)先地位，突顯公司復(fù)材產(chǎn)業(yè)的績效優(yōu)勢，公司將對復(fù)材產(chǎn)業(yè)進行重點發(fā)展。我廠順應(yīng)公司發(fā)展前景，為對INVAR 鋼的切削性能和力學(xué)性能進行研究，進行復(fù)合材料工裝數(shù)控加工試切試驗。