Avancerede behandlingsteknikker til kompleksformede højpræcisions aluminiumslegering tyndvæggede dele

Tyndvæggede strukturelle komponenter af aluminiumslegering, kendt for deres lette, trykstyrke og korrosionsbestandighed, bruges i vid udstrækning i reservedele til rumfart for at reducere den samlede flyvægt og forbedre flyveydelsen.Men på grund af deres store størrelse og høje overfladekvalitetskrav inducerer konventionelle bearbejdningsmetoder ofte restspændinger, hvilket resulterer i dimensionsændringer og vanskeligheder med at opfylde produktspecifikationerne.Denne artikel fokuserer på en kompleks formet højpræcisions tyndvægget aluminiumslegering, der bruges i rumfartsapplikationer.Ved at optimere bearbejdningsprocessen og strategisk arrangere varmebehandling, koldbearbejdning og elektrisk udladningsbearbejdning (EDM), etableres en kontrollerbar procesrute med forbedret bearbejdningskvalitet og effektivitet.

Bearbejdningsudfordringer

Materialet i den tyndvæggede del er 2D14 højstyrke hård legering med relativt stort samlet volumen og tynde vægge, hvilket kræver høj dimensionel nøjagtighed og geometriske tolerancer.Bearbejdning involverer fræsning af hulrum og profiler, hvor afspændingsinducerede spændinger under bearbejdning fører til dimensionelle afvigelser.Disse afvigelser forhindrer opfyldelse af højpræcisionskravene til luftfartskomponenter.

Procesordning

1. Overordnet procesrute

Baseret på delens egenskaber og bearbejdningsudfordringer udtænkes en rationel rækkefølge af operationer, der inkorporerer koldbearbejdning, EDM og varmebehandling.Det overordnede procesarrangement er illustreret i figur 1, med delens ydre struktur afbildet i figur 2.

2. Varmebehandling

Implementering af stabiliseringsvarmebehandling er afgørende.Den første stabilisering involverer at placere det skrubbede emne i en kunstig ældningsovn, opvarme det til 250-290°C, holde det i 2-4 timer og derefter luftkøle det.Den anden stabilisering indebærer at placere det halvfærdige emne i ældningsovnen, opvarme det til 250-290°C, holde det i 1-2 timer og udsætte det for termisk cykling.Aluminiumslegering gennemgår termisk cyklus ved at placere komponenten i en lavtemperaturbeholder ved -70 til -50°C i 1-2 timer.For forbedrede effekter kan kryogen behandling i flydende nitrogen anvendes, hvor afkølingshastigheden i ubetydelig grad påvirker termiske cyklusser.

3. Koldarbejde

For at undgå deformation under CNC-fræsning er processen opdelt i skrub-, halv- og efterbearbejdningstrin.Under skrubbearbejdning fjerner en værktøjshastighed på 6000–7000 rpm effektivt materiale og danner delens samlede kontur, hvilket giver 3–5 mm plads til halvfinish.Halvbearbejdning ved en værktøjshastighed på 2000–2500 rpm sikrer overfladeruhed og lyshed, hvilket giver 0,5–1 mm plads til efterbehandling.Efterbehandling med reduceret værktøjshastighed på 1500–1800 rpm eliminerer kvoter og sikrer overfladekvalitet.

4. Electrical Discharge Machining (EDM)

Efter afsluttet hulrums- og profilbearbejdning bevarer emnet procesopspændingen i begge ender.For at undgå stress-induceret deformation under fjernelse af klemme, anvendes EDM.Denne berøringsfrie udledningsbearbejdning eliminerer mekaniske deformationer og fejl.Brug af positiv polaritet (emne som anode, elektrodetråd som katode) og valg af strøm på 3–5 A, pulsbredde på 30–50 μs og driftscyklus på 1:7 til 1:5 sikrer effektiv EDM.

Konklusion

Denne artikel optimerer behandlingen af ​​kompleksformede højpræcision tyndvæggede dele fremstillet af aluminiumslegering, og adresserer deres udfordrende bearbejdningsegenskaber.Ved at rationalisere sekvensen af ​​koldbearbejdning, varmebehandling og EDM-operationer og vælge passende værktøjer og metoder til skrub-, halv- og efterbearbejdning, sikres kvaliteten og effektiviteten af ​​delproduktionen effektivt, hvilket afbryder afhængigheden af ​​avanceret maskine værktøjer.Praktisk validering demonstrerer det rationelle layout af procesruten, videnskabeligt og kompakt arrangement af operationer, undgåelse af dimensionsændringer under mekanisk bearbejdning, reduceret ekspeditionstid og forbedret produktionseffektivitet.