TC4钛合金耳片断裂原因分析

分析了由TC4钛合金材料制造的飞机减速板接头耳片在使用中发生断裂的故障。作动筒通过螺杆与该减速板接头耳片相连接并驱动减速板工作。通过对断裂件进行外观检查,断口宏、微观观察、能谱分析,金相组织检验等手段,确定了减速板接头耳片的断裂性质及失效原因。结果表明:该减速板接头耳片的断裂性质为疲劳断裂,其断裂源是由耳片内孔与连接螺杆之间接触所产生的微动磨损引发的;产生微动磨损的原因是由于耳片与连接作动筒的螺杆之间配合间隙不当和润滑不良所致。     

钛合金典型特征加工工艺方案设计

钛合金结构零件高质量高效率的加工一直是制约着飞机快速研制的重要瓶颈。对钛合金加工过程中容易发生质量问题的典型特征进行分类,并就每类典型特征的加工工艺性进行分析,同时针对每类典型特征设计相应的加工工艺方案,结合此研究成果在实际零件加工中的具体应用,以期对钛合金加工,特别是相关典型特征的加工提供参考。     

基于材料力学的钛合金薄壁筒体零件热定型工艺

钛合金作为一种特殊工业用材,已广泛应用于飞机发动机,但由于其特殊的材料性能,常温下薄壁筒形钛合金零件采用卷圆焊接等常规工艺难以保证其圆度及直径。由于材料不同,线膨胀系数和弹性模量不同,受热后变形程度以及内部应力的变化也就有差异,因此利用这种差异性,采用热定型工艺对零件进行校形。根据钛合金材料特性选择了合适的热定型温度及模具材料,并基于材料力学对加热过程进行详细分析计算,得出零件及模具设计所需初始数据,根据数据编排出合理的热定型工艺。通过现场多个不同尺寸零件试制加工验证,钛合金零件公差基本能控制在±0.1 mm,说明了该工艺分析方法的可行性。     

孔挤压强化对TC18钛合金耳片疲劳性能的影响

在零件的表面引入残余压应力能够显著改善其疲劳性能。本文对比了不同过盈量挤压下TC18钛合金耳片的疲劳性能,并结合断口形貌分析了挤压提高耳片疲劳寿命的机制。同时比较了不同平均应力水平下耳片的疲劳寿命。结果表明,在选择的挤压量下,随挤压量的增加,耳片的疲劳寿命提高;未挤压耳片的疲劳源在试样表面,而经挤压强化后疲劳源趋向于分布在试样次表面。在相同的最大应力下,平均应力越低,耳片的寿命越短。     

钛合金电解加工复制精度与电解液的关系

钛合金具有强度高,防腐性能好的优点,在航空工业部门日益得到广泛的应用。航空发动机的机匣、压气机叶片以及飞机壁板之类形状复杂的钛合金零件常采用电解加工法成型。电解加工钛合金所使用的电解液主要有以氯化钠为基;以硝酸钠为基及以氯酸钠为基等三类。以前的工作已发现,使用后两类电解液加工TC_4钛合金能改善表面质量,减轻点蚀(Pitting)。此外用以加工钢能提高复制精度。这一特性早已在生产实践中得到了证明,至于     

钛合金弹翼接头等温锻造工艺研究

针对钛合金弹翼接头加工中的问题,借鉴以往钛合金等温锻造工艺,提出了钛合金TC4弹翼接头等温锻造的新工艺,探讨了钛合金弹翼接头等温锻造的工艺参数、模具结构、锻坯形状尺寸及润滑剂的选择,并讨论了其模具材料及加热方式的选择.     

内螺旋槽零件在车铣复合机床上的加工方法研究

针对内螺旋槽零件因内部结构复杂,加工过程无法监测,精度要求高而导致的数控编程和加工难度大等特点,提出了一种新的加工工艺及加工方法,并设计了专用的工装夹具,研发了一种专用的铣削内螺旋槽动力头,成功解决了内螺旋槽加工的难题。通过工厂生产实践验证,该种加工工艺和专用铣削内螺旋槽动力头很好地解决了内螺旋槽零件在数控车床上难加工的特点,提高了该种零件的生产效率,保证了零件的形位公差、尺寸精度和表面粗糙度要求,为该类零件的加工提供了参考。     

薄基材过滤片飞秒激光精密加工

利用飞秒激光非热熔性烧蚀的加工特性,以钛箔材质的过滤片零件为加工对象,研究了飞秒激光在钛箔材料微槽结构及外形加工方面的应用,并针对加工需求开发了易氧化薄基材的定位夹具和防氧化技术.试验中通过优化离焦量、加工速度和激光能量等参数,得到了过滤片边缘形貌和底部形貌受激光能量密度的影响规律,最终实现了过滤片零件的精密加工,为薄...     

TC4钛合金飞机耳片锻件失效分析

针对钛合金飞机耳片锻件裂纹问题,利用有限元方法对其受载进行了分析。并通过成分、硬度、宏观和显微组织等对其裂纹产生的原因进行了深入分析。结果表明,钛合金表面的防护漆层遭到破坏后暴露的金属在与装配件的摩擦过程中形成早期裂纹源。由于组织内的位错密度较低,在长期循环载荷作用下,早期裂纹源极易扩展造成最终的钛合金断裂失效。     

碳纤维复合材料/钛合金激光连接界面微织构调控工艺研究

碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）与钛合金复合结构的高质量连接是实现飞机轻量化以及高强度制造的关键。采用激光高速旋转焊接技术进行CFRTP/钛合金复合结构的连接,通过在钛合金表面制备不同尺寸网格型微织构研究了界面状态对CFRTP/钛合金接头强度的影响规律。结果表明,钛合金表面微织构的制备可以显著提升接头强度,且不同线间距下的微织构对接头的强度有直接影响,线间距越小,接头强度越高;在CFRTP与钛合金微织构中间添加PA树脂层,有利于提高接头强度。     

双头螺旋槽零件的造型与加工

随着数控技术的高速发展,多轴加工设备在企业的应用越来越广泛。对于四轴加工零件来说,如何完成零件的编程及在编程过程中需要注意哪些事项是学习四轴加工非常重要的环节。以双头螺旋槽四轴加工零件为例,借助CAXA制造工程师软件详细介绍了四轴零件加工过程。     

机翼机身接头耳片接触分析

机翼-机身连接接头是飞机的重要部分,在飞机设计时,必须对其进行强度校核。文章针对某型机翼-机身接头,利用有限元软件进行接触分析。分析结果表明,螺栓所受最大等效应力为1610MPa,耳片所受最大应力产生在耳片内侧孔壁,最大等效应力为2140MPa,超过材料的弹性极限,材料进入塑性区。实验结果与分析结果误差在30%以内,为工程的认可范围,而且接头各部件的应力分布与理论分析相符。文中采用的方法可为机翼-机身连接接头结构及材料在设计中的应用提供理论依据,并为设计的改进提供关键数据。     

发动机轴承外圈凸台断裂原因分析

发动机厂内试车过程中出现金属屑报警，停车分解检查发现轴承外圈凸台断裂。采用目视和体视显微镜对轴承外圈及配合该弹支进行外观观察和痕迹分析，采用扫描电镜对断口进行分析，检查外圈材质组织和硬度。结果表明:轴承外圈凸台断裂性质为疲劳，导致轴承外圈凸台出现疲劳断裂是由于凸台和弹支卡槽配合尺寸及形状不当，导致装配时干涉。通过加大卡槽深度，采取卡槽不倒角、轴承外圈凸台倒角的结构方式，避免出现装配干涉，预防此类故障。     

细长梁数控侧铣加工变形的预测、补偿与验证

针对铸造钛合金ZTC4材质的弱刚度细长梁结构件加工变形问题,借助有限元仿真方法对该加工过程进行分析,并根据仿真预测出来的零件变形量数据,结合镜像补偿加工的方法完成了试验验证。通过建立细长梁数控侧铣加工的三维有限元仿真模型,预测出零件本体在不同位置处的变形量范围,并以此为基础利用数控铣床进行试验验证。结果表明,无补偿的加工方式零件的表面质量差,而补偿加工后的零件表面,其平面度和直线度误差都有较大幅度的降低,下降幅度分别为17%和33%,从而确定了补偿加工的方式能够有效降低该弱刚度结构件的形状误差,提升其加工精度。     

精密阀芯径向孔钻床夹具设计

针对某精密阀芯外圆表面径向孔尺寸和位置精度高、加工质量不稳定的情况,设计一种采用V形槽反装定位、偏心轮装置快速夹紧的专用钻床夹具。详细分析了径向孔加工钻床夹具的定位和夹紧方案,计算出定位元件关键尺寸,阐述夹紧装置的原理和工作过程。经夹具精度分析与验算,发现所设计的夹具完全能满足精密阀芯径向钻孔的高精度要求。该夹具操作简便、适应性强、工件加工质量稳定,为机械行业销轴类零件高精度径向孔钻床夹具的设计提供了参考。     

Hole quality assessment following drilling of metallic-composite stacks

The use of material stacks comprising titanium, carbon fibre reinforced plastics (CFRPs) and aluminium is expanding for structural aerospace applications, especially where high mechanical loads exist such as for aircraft wing and tail-plane components. Here, the production of bolt/fixation holes is essential to the manufacturing process in order to facilitate part assembly. The paper outlines an analysis of hole quality/integrity following drilling of titanium/CFRP/aluminium stacks under flood cutting fluid and spray mist environments. Uncoated and coated (CVD diamond and hardmetal) tungsten carbide drill performance is evaluated against key response measures including hole size, out of roundness, cylindricity, burr height, hole edge quality, average surface roughness (R_a), microhardness (of the metallic elements) and swarf morphology. Burr height (up to 0.5 mm) was observed to be greater at the hole exit (aluminium) compared to hole entry (titanium) while delamination was significantly reduced when machining CFRP in the stack configuration as opposed to a standalone arrangement. Spiral shaped continuous aluminium swarf was prevalent while both short and long helical chips were found with the titanium material when cutting wet. In contrast, the CFRP layer typically produced dusty black composite particles suspended in the soluble oil of the coolant emulsion.     

基于西门子840D SL系统快速I/O的并联控制应用

针对大型飞机部件加工中多台数控机床同步加工时存在的加工质量风险难题,基于西门子840D SL系统中的快速I/O功能,提出一种多台设备电气、程序控制判断方法。该方法能实现多台设备的并联互锁功能,有效解决了多台数控设备同步加工时存在的加工质量风险问题,为实现大型飞机部件数字化加工应用提供了参考。     

基于MasterCAM的深槽窄缝零件数控加工技术研究

分析深槽窄缝零件的结构特点,介绍应用M asterCAM X2软件对深槽窄缝零件的数控编程、仿真和加工工艺的规划,并分析了数控编程中加工策略的选择及参数的设置,解决了数控编程中选用小直径刀具的加工工艺难点,取得了良好的加工效果。     

基于力控传感器的自动打磨误差补偿方法

针对钛合金机匣某部位打磨过程中装夹与加工轨迹存在误差导致欠打磨或过打磨的问题,文章提出了一种基于该系统的在线误差补偿方法。该方法首先通过力控传感器测量加工位置轮廓,然后计算误差大小并控制旋转工作台转动,调整工件的角度,最后对加工轨迹进行修改,以实现打磨过程中对误差的补偿。通过实验发现补偿后的打磨表面质量明显提高,因此该方法对提高钛合金机匣的自动化打磨质量有重要的指导和参考意义。