【论文】高速加工技术在大飞机零件加工中的应用_百度文库
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高速加工技术在大飞机零件加工中的应用首​先​描​述​了​高​速​加​工​技​术​的​优​点​,​然​后​通​过​大​飞​机​结​构​零​件​的​特​点​分​析​,​举​例​说​明​了​高​速​加​工​在​大​飞​机​零​件​加​工​中​的​应​用​,​同​时​指​出​了​目​前​存​在​的​问​题​。
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第一节：数控铣床的组成以及应用
&&1 数控铣床的组成及其应用
世界上第一台数控机床就是来自于数控铣床。数控铣床是主要采用铣削方式加工工件的数控机床，能完成平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，如各种凸轮、模具等。还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。若再添加回转工作台等附件（此时变为四坐标），则应用范围将更广，可用于加工螺旋桨、叶片等空间曲面零件。此外，随着高速铣削技术的发展，数控铣床可以加工形状更为复杂的零件，精度也更高。
一、数控铣床的组成
图3 数控铣床的组成
如图3所示，数控铣床一般由主轴箱、数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成：
包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。
2．控制系统
数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。数控铣床的CNC系统完全由软件处理数字信息，因而具有真正的柔性化，可处理逻辑电路难以处理的复杂信息，使数字控制系统的性能大大提高。
3．进给伺服系统
由伺服单元和驱动装置组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。
4．机床基础件
通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。其设计要求比普通机床更严格，制造要求更精密，采用了许多新的加强刚性、减小热变形、提高精度等方面的措施。
5．辅助装置
辅助装置是指数控车床的一些配套部件，如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
二、数控铣床的加工范围
．平面类零件
加工面平行、垂直于水平面或与水平面成定角的零件称为平面类零件，这一类零件的特点是：加工单元面为平面或可展开成平面。其数控铣削相对比较简单，一般用两坐标联动就可以加工出来。
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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图 平面类零件
．曲面类零件
加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，其特点是加工面不能展开成平面，加工中铣刀与零件表面始终是点接触。
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图5曲面类零件
．变斜角类零件
加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件，以飞机零部件常见。其特点是加工面不能展开成平面，加工中加工面与铣刀周围接触的瞬间为一条直线。
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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图变斜角类零件
．孔及螺纹
采用定尺寸刀具进行钻、扩、铰、镗及攻丝等，一般数控铣都有镗、钻、铰功能。
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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图孔及螺纹加工
三、数控铣床的分类
按主轴布置形式分类
1．立式数控铣床
立式数控铣床的主轴轴线与工作台面垂直，是数控铣床中最常见的一种布局形式。立式数控铣床一般为三坐标（X、Y、Z）联动。
立式数控铣床结构简单，工件安装方便，加工时便于观察，但不便于排屑。
2．卧式数控铣床
卧式数控铣床的主轴轴线与工作台面平行，主要用来加工箱体类零件。一般配有数控回转工作台以实现四轴或五轴加工，从而扩大功能和加工范围。
卧式数控铣床相比立式数控铣床，结构复杂，在加工时不便观察，但排屑顺畅。
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图8 数控铣床的分类
数控铣床的品种和规格繁多，分类方法不一。根据数控铣床的功能和组成，还可分为以下几类。
分 类 方 法
机 床 类& 型
按系统控制特点分类
点位控制数控铣床
直线控制数控铣床
轮廓控制数控铣床
按有无测量装置分类
开环数控系统
半闭环数控系统
闭环数控系统
按功能水平分类
五、数控铣刀具的选用
刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。
根据工件材料的性能、机床的加工能力、加工工序的类型、切削用量以及其它与加工有关的因素来选择刀具。图9是铣削加工中常用的刀具。
图9 数控铣削常用的刀具
选取刀具时，要使刀具尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓加工，常采用立铣刀。铣削平面时，应采用硬质合金刀片铣刀。加工凸台、凹槽时，应采用高速钢立铣刀。
加工较大的平面应选择面铣刀；加工凹槽、较小的台阶面及平面轮廓应选择立铣刀；加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等多选用模具铣刀；加工封闭的键槽选择键槽铣刀；加工变斜角零件的变斜角面应选用鼓形铣刀；加工各种直的或圆弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成形铣刀。
对于一些立体型面，常采用球头铣刀、环铣刀、鼓形刀、和盘铣刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而应采用环形刀。在单件或小批量生产中，为取代多坐标联动机床，常用鼓形刀或锥形刀来加工飞机上一些变斜角零件。
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下列物质的用途说法不正确的是
A．利用铝热反应焊接铁轨&&&&&&&&B．苏打是治疗胃酸过多的一种药剂 C．明矾可用于净水&&&&&&&&&&&&&&D．镁合金密度小，硬度和强度大，可用于制造飞机的部件&&&&&&&
题型：单选题难度：偏易来源：月考题
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铝热反应碳酸氢钠合金
铝热反应：铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。可简单认为是铝与某些金属氧化物（如Fe?O?、Fe?O?、Cr?O?、V?O?等）在高热条件下发生的反应。铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂。镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。 实验原理：
镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热，只要反应已经引发，就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔化为液态。但是，氯酸钾不能用高锰酸钾代替，因为高锰酸钾氧化性太强，高温会和强还原剂镁反应，发生爆炸。铝热剂：铝与金属氧化物的混合物（比例约为1:2.95）铝热剂着火点较高，需要引燃。常见的是用镁条引燃（若氧气不足镁燃烧不充分的话，亦可再混入适量氯酸钾或过氧化钡，但易自燃），亦可用高温喷枪点燃。实验反应化学方程式: 氧化铁:四氧化三铁:二氧化锰:五氧化二钒：氧化铬：(铝热反应配平技巧：取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数，即可快速配平，如中，可取Fe?O?和Al?O?中氧的最小公倍数12，则Fe?O?前应为3Al?O?前应为4，底下便可得到Al为8，Fe为9） 碳酸氢钠(NaHCO3)：
(1)俗名：小苏打；细小白色晶体，溶解度小于Na2CO3，受热易分解，可用于治疗胃酸过多、发酵剂 (2)与H+反应：HCO3-+H+==CO2↑+H2O (3)与NaOH反应：HCO3-+OH-==CO32-+H2O (4)与石灰水反应：生成CaCO3沉淀 (5)与BaCl2和CO2不反应 碳酸氢钠的物理性质：
碳酸氢钠为白色晶体，或不透明单斜晶系细微结晶。比重2.15g。无臭、味咸，可溶于水，不溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性，常温中性质稳定，受热易分解，在50℃以上迅速分解，在270℃时完全失去二氧化碳，在干燥空气中无变化，在潮湿空气中缓慢分解。溶解度：7.8g，18℃；16.0g，60℃。
碳酸氢钠的用途：
碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多。Na2CO3、NaHCO3的性质比较：
Na2CO3、NaHCO3的鉴别：
Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较：
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结：
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示； (2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示； (3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)； (4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1,其他比例时的图像略)。合金的概念：
由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 合金的特性：
合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学和机械性能。(1)合金的硬度一般比它的成分金属的大。(2)合金的熔点一般比它的成分金属的低。钢：
(1)钢和生铁同属于铁的合金。将铁矿石冶炼成生铁，生铁进一步冶炼可成为钢。 (2)钢是用量最大、用途最广的合金，按其化学成分可分为两大类：碳素钢和合金钢。 (3)碳素钢俗称普通钢。根据含碳量的多少，碳素钢又可以分为三类，见下表：
(4)合金钢是在碳素钢中适量地加入一种或几种其他元素而形成的具有特殊性能的钢。下表是几种常见合金钢的主要特性和用途。
其他几种常见合金的主要成分,性能和用途：
合金的分类：
(1)铝合金：常见的有镁铝合金、硬铝等。硬铝密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和字宙飞船的理想材料。 (2)铜合金(3)(4)新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等。&几种有色金属材料的比较及新型金属材料:
1.金,银,铜的重要物理性质,性能及应用比较
2.新型金属材料 (1)铀(U)用作核电站反应堆的核燃抖 (2)镅(Am)在烟雾探测器中用作烟雾监测材料 (3)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”，是一种“亲生物金属”
金属资源的合理开发和利用:1．合理开采矿物地球上的金属矿产资源是有限的，而且是不可再生的。随着人类不断地开发利用，矿产资源日渐减少，节约并合理地开采矿产资源是合理利用金属资源最直接，最基本水的措施 2．防止金属腐蚀金属制品在使用过程中会因腐蚀而损坏，每年因腐蚀造成的钢铁资源损失占当年总产量的10％以上，因此防腐是避免金属资源损失、浪费的重要手段 3．回收和利用废旧金属回收的废旧金属制品，大部分可以重新制成金属或它们的化合物，再进行使用。例如废旧钢铁可以用于炼钢；废铁屑可用于制铁盐 4．寻找金属替代品随着金属资源的目益减少，利用可再生资源开发、研制出新型材料代替金属材料的应用，是当今社会的一项重要科研课题，例如已经研制出并已实际运用的高硬度、耐高温材料；新型的替代钢铁的无机非金属材料料；有机化工合成的各种强度的橡胶、塑料，复合材料等
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