520彩票开户

航天
航空
核工业
船舶
兵器
军事电子
综合
可靠性
仪器仪表
主动化
电子元器件
电容器、LC滤波器 电阻器、电位器 PCB电路板 真空电子器件 连接器 二极管、晶体管半导体 集成电路和微电子组件 LED系列产品 光电器件 光学材料与光电元器件 继电器 电感元件 集成电路和微电子组件 频率把持和频率选择元件 电子设备用机电元件 电子材料 广播电视制作、播出、发射和传输设备 其它
传感器
光纤传感器 光电传感器 压力传感器 热学量传感器 物位测量系列 声学量传感器 流量传感器 湿度传感器 气体传感器 电学量传感器 速度传感器 力传感器 地位传感器 位移传感器 光学量传感器 加速度传感器 标准传感器 磁学量传感器 其它传感器
电工器材
电线、电缆 开关电线 插头、插座 电动机 绝缘材料 低压电器 高压电器 防雷及电涌掩护器 室内外照明设备 便携式照明设备 灯泡、灯座、整流器 其他
电源
EPS消防应急电源 UPS不间断电源 稳压电源 变频电源 净化电源 特种电源 发电机组 开关电源(AC/DC) 逆变电源(DC/AC) 模块电源(DC/DC) 电池 其它电源产品
通用机械
轴承 密封件 紧固件、连接件 弹簧 泵及真空设备 阀门 齿轮、蜗杆、链传动件 减速箱 气动元件 液压元件 过滤件 工业皮带 清洗、清算设备 制冷设备 电热设备 涂装设备 仓储设备 干燥设备 混杂设备 其它未分类
行业设备
机床 机床配附件 塑料机械 包装设备 电焊、切割设备 印刷设备 环保设备 焊接材料与附件 电子产品制作设备 化工设备 铸造及热处理设备 冶炼设备 橡胶机械 玻璃加工设备 实验机 储运设备 过滤设备 空气净化装置 检测设备 安全、防护、消防设备 其它
当前地位:技巧 » 航空技巧 » 正文

航空制作还有冷冻技巧?详解最新兴起的深冷加工

点击图片查看原图
  • 发布日期:2017-06-18 16:51
  • 有效期至:长期有效
  • 技巧区域:北京市
  • 浏览次数145
  • 留言咨询
 
详细阐明

深冷(Cryogenic)是指利用液体氧、液体氟、液体氦、液体氩等冷却介质达到100K 或120K 以下的低温冷冻技巧。

由于液氮(LN2)经济、无污染、不产生化学反响,深冷技巧常以液氮作为冷源,利用其相变吸热来获得-196℃的低温环境。某些情况下,高于100K 的低温冷冻技巧也被纳入深冷领域,如以固体或液体二氧化碳作为冷却介质。深冷技巧在机械加工中的利用可分为深冷处理(Cryogenic Processing)和深冷加工(Cryogenic Machining)两种。深冷处理是一种扩大的热处理工艺,通过冷却来加强刀具或材料的切削性能,如进步刀具的硬度或改良韧性材料的脆度。深冷加工是指在切削加工过程中通过局部施加冷源,降低切削变形区域的温度,从而达到减少刀具磨损、改良加工表面质量的目标。

深冷加工是一个范例的多学科交叉技巧,涉及低温物理学、材料学、热力学、传热学、金属切削原理、测控技巧等领域。深冷加工是进步难加工材料切削性能的重要道路,相干的研究和利用已成为学科前沿和热门。

深冷加工的冷却方法

520彩票开户深冷加工的冷却方法分为切削区域冷却法、工件冷却法和刀具冷却法3 种。

(1)切削区域冷却法:将液氮直接喷射到切削区域,达到降低切削区域温度、冷却刀具,进步刀具性能的目标。液氮可以通过外部喷嘴喷射,也可以通过机床主轴和刀具内部的管道传输,从刀片切削刃部的微孔中释放,避免将机床部件、夹具或传感器裸露在低温气体中。

  航空制作还有冷冻技巧?详解最新兴起的深冷加工

深冷加工现场

520彩票开户(2)工件冷却法:在加工前或加工过程中通过液氮喷雾冷却工件,使韧性材料变得更脆一点,或者使高分子材料的温度低于玻璃化转变温度,从而使材料性能更有利于切削。

(3)刀具冷却法:在加工中不断地冷却刀具,使切削热快速地从刀具上、特别是刀尖处被带走,刀尖始终保持在较低温度。这种方法只冷却刀具,不冷却工件,不影响工件的几何尺寸和力学性能。

深冷加工技巧研究现状

520彩票开户深冷加工是一个复杂的多学科耦合过程,涉及几何、材料、传热、化学等变更。目前,难以建立能够完整、正确描写这一过程的解析模型。因此,对深冷加工的研究重要方法是利用Deform 3D、Advantage、Abaqus 等软件行有限元仿真,打算深冷加工过程中的温度、应变、应变率等;或开展实际的切削实验,旨在视察深冷加工对零件质量、表面完整性、刀具磨损等的影响,创造切削性能和切削成果的变更规律,并利用响应曲面法等优化切削参数。

  航空制作还有冷冻技巧?详解最新兴起的深冷加工

深冷钻削Ti-6Al-4V的温度仿真

  航空制作还有冷冻技巧?详解最新兴起的深冷加工

深冷加工刀具磨损观测

深冷加工常用的工件材料包含钛合金、镍基合金、奥氏体不锈钢、高速钢等。其中,Ti-6Al-4V 钛合金是双相合金,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,可在400~500℃的温度下长期工作,在500℃以下具有较高的屈服强度、疲劳强度和热牢固性,是航空发动机压气盘、静叶片、动叶片、机壳、燃烧室外壳、排气机构外壳、中心体、喷气管等零件的常用材料,也是深冷加工研究中的常用材料。

据粗略统计,深冷加工的研究文献中,采用Ti-6Al-4V 工件的占比超过30%,并且常采用碳化钨刀具。有研究表明,采用深冷加工铣削Ti-6Al-4V 钛合金的材料去除率最高可达9500mm3/min,节能88%。Inconel 718 是含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金,在650℃以下时具有较高强度、韧性和耐堕落性,在700℃时具有较高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度,在1000℃时具有高抗氧化性,广泛利用于航空520彩票开户发动机涡轮盘、压气机盘、轴和承力环等受力转动件。

Inconel718 容易加工硬化,使切削加工十分艰苦,是最难加工的材料之一,相对可切削性仅为45# 钢的6%~20%。约10% 的深冷加工研究采用Inconel718 工件。近几年,随着Inconel 718的广泛利用,这一比例还在迅速上升。研究表明,深加工在高速加工Inconel 718 时效果明显。

520彩票开户近年来,碳纤维加强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic,CFRP)凭借其轻质高强的优势,被越来越广泛地用于航空产品中。而深冷加工技巧也被用于进步其切削性能。例如,研究成果表明,深冷加工对减少刀具刃口圆角和外圆角磨损有着深远的影响,也有助于进步表面完整性,但会产生较大的

切削力和扭矩。深冷加工技巧可以进步切削芳纶纤维(Aramid Fiber-Reinforced Composites, AFRC)的质量,因此可进一步优化切削深度、进给速度、冷却温度和液氮流量。

在加工方法方面,深冷加工的研究多见于车削,约占到60%。近几年,针对Ti-6Al-4V 和Inco520彩票开户nel 718 的铣削、钻削研究逐渐增多。为了改良润滑效果,深冷加工和微量润滑技巧融合,可降低切削力50% 以上。通过设计融合深冷加工和微量润滑技巧的专用喷嘴,可明显进步刀具的寿命。深冷加工技巧也与零件加热技巧融合。利用液氮冷却刀具,通过加热软化工件,双管齐下改良切削性能,取得了良好的效果。但是,有研究表明,这种融合也可能恶化工件的导热性能,使刀具磨损加剧。

  航空制作还有冷冻技巧?详解最新兴起的深冷加工

刀具的内部管道

增材制作是一种难加工材料成形的重要方法。但是,增材制作的零件可能更难于进行精加工或半精加工切削。例如,采用真空电子束熔炼技巧成形后,Ti-6Al-4V 零件的可加工性比锻件的可加工性更差。但是,采用深冷加工技巧进行半精加时,刀具的粘着磨损明显降低、表面完整性改良、刀具寿命进步,为增材-减材混杂加工供给了一个选项。国外一些公司开发出了商业化的深冷加工刀柄、刀具和其他设备,通过内部管道将液氮输送到切削区域,取得了良好的利用效果。但是,刀具内部管道情势也可能影响切削性能。例如,有研究证明,与利用双螺旋管道和单直管道相比,利用双直管道输送低温气体和润滑液可取得更小的切削力、更长的刀具寿命。

  航空制作还有冷冻技巧?详解最新兴起的深冷加工

采用深冷加工技巧制作的大型钛合金飞机结构件

目前,深冷加工技巧重要处于实验研究阶段,虽然有些公司致力于深冷加工工艺设备的研发,但大规模的工业化利用还未到来,公开报道的案例还比较少。其中,洛克希德·马丁公司采用深冷加工技巧制作F-35 的大型钛合金结构件,使液氮通过主轴和刀具的内部管道直达切削区域。与利用传统的冷却液相比,加工时间从44h 降低到21h,切削效率进步了52%,而刀具利用量并没有增长,零件表面完整性得到进步,白层减少,能耗减少,省去了放弃切削液处理工作,工人的安全性得到进步。据估计,加工成本降低了30%。

摘自《航空制作技巧》杂志,原标题:航空难加工材料的深冷加工技巧研究进展

免责声明:本大众号所载内容为本大众号原创或网络转载,转载内容版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权或其他问题,请跟我们接洽!转载内容为作者个人观点,并不代表本大众号同意其观点和对其真实性负责。本大众号拥有对此声明的最终解释权。

 
0条 [查看全部]  相干评论

公司信息







该企业最新技巧
在线客服

0759-2216160

© 2008-2017 运营商: 湛江市东龙网络科技有限公司 国防科技网 jqwanguan.com 广东通信管理局备案:
全国公安机关 备案信息 可信网站不良举报 文明转播
520彩票注册 520彩票网上购买 520彩票如何购买 520彩票怎么买 520彩票app 520彩票app下载 520彩票网址 520彩票官网 520彩票官方网站 520彩票网站