用最小量冷却液法钻削航空铝-钛多层复合板.doc

用最小量冷却液法钻削航空铝-钛多层复合板

摘要：介绍了汉堡工业大学采用最小冷却渡法钻削多种复合板的研究结果。研究表明，在钻削铝、钛多层复合板时，钻削钛板切屑的摩擦磨损作用，会导致铝板的孔呈喇叭形，孔径波动幅度和平均孔径值增大并可能超出允差。试验采用了最小量冷却液技术，所用的3种冷却液对钻削孔径影响不太。使用涂层刀具加工时，钻削孔径同进给速度呈正比。钻头顶角越太，铝板的孔径越大，但钛扳的孔径不变。为保证加工孔径质量，采用退刀排屑和扩孔方式加工，减小刃带宽度，增大进给前角和使用阶梯钻头。前言随着空中客车飞机新机型的出现，使用铝合金材料制造飞机机身的比例不断下降。在对材料强度要求高的地方，已经用钛合金和合金钢代替铝合金。为降低飞机重量，提高飞行经济性，纤维增强复合材料的使用比例在上升。对于复合板构件而言，首先是选用钛合金和铝合金复合板，因为这样可以以最小的构件厚度获得最高的强度。在如机舱门等特殊结构处，也使用合金钢板，典型的是用Cr-Ni合金钢板。复合板件的数量和厚度等必须满足承载需求。这类复合板具有复合材料和连接材料的特性，也给加工带来了很大的问题。因为首先要对飞机机身上的这些复合板钻孔，然后再用铆钉将其联接起来。复合板在不同部位的层数(厚度)是不同的，因此可加工性也是不同的，但要求尽可能在一道加工工序中用一把钻头完成加工，这对钻头材料及其润滑形式提出了一个很高的要求。显然，对大构件机身而言，普通润滑方式是不适用的，应采用一种最小量冷却液(MMS)技术进行加工。有关铝-钛合金复台板加工和铁合金的干切削加工方面的研究报道很少。在加工铝-钛合金复合板时，通过优选刀具材料、刀具几何参数和切削加工参数等，可提高切削效率。加工这种材料时，锋利又未折断的钛合金切屑会粘在刀具表面，使得铝合金板上孔径增大。对铝合金的干切削加工研究主要集中在铣削加工方面。使用MMS技术已成功地钻削过共晶铝合金。