螺旋铣孔技术在航空制造装配业中的发展应用
任科 陈攀 王红锦
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任科 陈攀 王红锦,. 螺旋铣孔技术在航空制造装配业中的发展应用[J]. 中国航空航天科学,20242. DOI:10.12721/ccn.2024.157325.
摘要: 近些年来,我国航空制造领域发展速度迅猛。为我国社会经济的快速发展和工业化建设奠定了坚实的基础。也正因如此,各种新型科学技术层出不穷,推动着机械工业生产系统的更新换代,螺旋铣孔技术在这样的时代背景之下应运而生。本文立足于航空制造领域传统工艺体系中存在的不足之处展开分析,深入地探讨螺旋铣孔技术的优势,希​望能够切实提高制孔的工艺效率和产品的质量,为我国航空制造产业的现代化发展与建设奠定坚实的基础。
关键词: 螺旋铣孔技术;航空制造领域;装配体系发展
DOI:10.12721/ccn.2024.157325
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一、螺旋铣孔技术

目前我国制造领域正处于高速发展的重要阶段,各种新型的制造技术层出不穷,切削加工作为传统制造技术的重要基础型工艺,其技术的整体水平也得到了很大的提高。对传统的切削工艺进行加工体系的优化,切实提高加工的效率和产品的质量,是时代发展的必然趋势,切削加工技术不仅应用于汽车领域,还应用于航空航天领域,新能源产业以及军事产业等等重要的工业部门,是时代发展不可或缺的关键性技术。但是该种技术仍然存在着一定的不足之处,因此新型的孔加工方式推陈出新。螺旋铣孔技术具有着切削过程平稳承受,切削力相对较小,而且一次加工就能够满足精度要求等等,诸多的优势已经成为现如今制造领域较为热点的关键技术,但是该项技术应用起来难度较多,所以需要进一步进行深入的优化。

二、传统钻削和螺旋铣孔加工工艺比较

2.1传统钻削工艺

传统的钻削加工方法具有的以下几个特点,其一在传统的施工过程中,主轴中心的线速度基本为零,及钻头的中心不参与任何的切削工作。工件的中心区域材料完全是依靠旋转所带来的推动力量将其挤压去除,所以说钻头所承受的承载力和应力相对较大,很容易造成钻头的磨损,当加工钛合金等等难以加工的材料时,刀具的磨损速度十分快速,经常会造成额外的成本支出。第二,传统的钻孔加工过程是一个连续性相对较强的切削过程,刀刃始终要和工件保持着密切的接触,这就导致整个切削过程推进的过程之中,必然会导致其接触温度相对过高。然而钛合金等等难以加工的材料,自身导热性都普遍偏差,连续的切削过程会使得孔的表面质量受到严重的干扰,一般情况下传统的钻孔工艺已经无法满足航空制造领域的需求,表面质量不足,工作效率欠佳,而且还有可能会导致成本的超额,使得飞机制造产业生产发展受到阻碍。

2.2螺旋铣孔工艺

与传统的传销工艺相比较,螺旋铣孔工艺的优势十分的明显,其所采取的主要加工手段也完全不同,通过主轴的自转和主轴绕孔中心的公转两个重复性工作进行运动。使得螺旋铣孔的优势充分的发挥出来,刀具不再是与加工孔的中心重合,而是能够参与到加工之中,这就能够降低刀具工作所带来的磨损。其次,螺旋吸孔过程是间断性的切削过程,这样刀具能够有一定的缓冲时间进行散热,避免因为温度的过分积累而导致刀具温度上升而产生的磨损失效。同时整个洗孔过程还会采用微量的润滑剂,或者是其他的冷却方法来实现温度的降低,保障整个生产过程的环保性和绿色性最后偏心加工的方法能够使得切削过程中产生的碎屑有着一定的空间进行排放。排放的方式不再影响最终孔的质量,能够保证自身生产质量的稳定,因此在航空制造领域有着极其广阔的应用前景。

三、螺旋铣孔的优势

3.1提高孔的质量和刀具的寿命

传统的切削工艺,因为自身的使用工艺特点及容易造成刀具的磨损,同时连续不间断的切削工作,也会使得刀具的热量急剧上升,在温度应力以及温度快速提高的作用之下,极容易导致孔的表面积质量下滑。然而螺旋铣孔能够有效的突破传统工艺的束缚,能够避免刀具的快速磨损,使得刀具的使用寿命得以提升,而且并非连续作业能够给予相应的辅助工艺,降低刀具的温度,避免温度应力的影响,保障表面工作的质量得到良好的提升。

3.2研发周期下降,节约施工成本

使用螺旋吸孔工艺能够使得整个模具的研制周期进一步下降,使得投入的成本和时间周期得以缩减,尤其是在制造飞机或者是其他重型机械设备的时候,螺旋吸孔技术具有着应用范围广泛,稳定性较强等等诸多的优势,可以利用同一把刀具进行工作的有序推进,即便是不同直径的孔洞,或者是复杂形状的孔,都能够保证质量的加工,也正因为这种加工方法的优越性,能够替代传统的绞孔,椎孔等等施工工艺。使得加工的生产周期进一步缩减,而且不同种类刀具的节约能够尽可能的降低施工的成本,避免将成孔技术分为多个工序,整个施工过程更具连贯性。大大的提高了研制的周期,缩短了加工的时间成本。

3.3高度的自动化

螺旋铣孔技术实现了高度的自动化,能够降低加工的生产成本,螺旋铣孔工艺的铣削力相对较低,所以此项技术才能够在工业机器人的装置上得以实现应用工业机器人自身本就具有着一定的柔性,而且承载力相对低下,传统的钻孔轴向力较大。如果应用于工业机器人之上,必然会导致精度的缺失,还有可能会导致工业机器人的使用寿命下降,但是螺旋洗孔工艺则打破了这一僵局,既能够保障工序的稳步推进,又不会对工作的质量产生影响。

四、结束语

综上所述,对于我国的航空制造领域来说,螺旋铣孔技术的优势不言而喻,在航空制造装配产业之中,应用范围极其广泛,但是整体技术应用模式仍然存在着一定的不足之处,需要融合新型的加工技术,引进先进的加工设备,才能够使得螺旋吸孔技术的应用质量得以提升。为我国航空制造装配领域的发展奠定坚实的基础。

参考文献:
[1]王海艳,周秩同,武晔,付麒麟.基于斜角切削理论的钛合金螺旋铣孔切削力建模[J].中国机械工程,2023(02):142-147.

[2]杨国林. 面向航空航天构件装配的螺旋铣孔工艺及装备[D].大连理工大学,2021