飛機(jī)交點(diǎn)孔超聲橢圓振動(dòng)精密加工技術(shù)

◎張學(xué)敏

飛機(jī)制造行業(yè)已經(jīng)成為了我國目前比較熱門的一個(gè)行業(yè)，有著良好的發(fā)展前景。如何實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的加工工作，是目前相關(guān)企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)及方向?；诖耍疚闹攸c(diǎn)結(jié)合超聲橢圓振動(dòng)精密加工技術(shù)的應(yīng)用原理及應(yīng)用優(yōu)勢，研究優(yōu)化技術(shù)操作流程，提高飛機(jī)制作質(zhì)量的可行措施。在具體的加工流程中，還有一些注意事項(xiàng)需要遵守，需要企業(yè)引起重視。

一、飛機(jī)交點(diǎn)孔超聲橢圓振動(dòng)加工原理及技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

為了保證超聲橢圓振動(dòng)加工技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值能夠得到充分的發(fā)揮，企業(yè)必須要確保技術(shù)人員可以掌握該技術(shù)的基本操作原理，明確該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，以便于分析出技術(shù)的優(yōu)化研究方向，推動(dòng)后續(xù)工作的順利開展。

1.技術(shù)操作的基本原理。

一般情況下，飛機(jī)制造企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)加工工作之前，需要繪制加工圖紙，明確工作的重點(diǎn)及難點(diǎn)所在，確定加工的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。而基于現(xiàn)階段大多數(shù)企業(yè)使用的加工技術(shù)都是超聲橢圓振動(dòng)精密加工技術(shù)，因此，本文重點(diǎn)結(jié)合該技術(shù)的切削流程展開詳細(xì)的分析。具體的切削示意圖如下圖1 所示：

圖1 超聲橢圓振動(dòng)切削示意圖

該技術(shù)主要是依靠超聲波的振動(dòng)，按照飛機(jī)制造的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，由技術(shù)人員利用專業(yè)化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)定好設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。然后，由人員現(xiàn)場監(jiān)管及設(shè)備智能監(jiān)管兩種方式，共同管控機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，完成本次的精密加工操作。

2.技術(shù)的具體應(yīng)用優(yōu)勢。

超聲橢圓振動(dòng)切削技術(shù)會(huì)使吃刀抗力大大降低，微細(xì)切削能力明顯提高。同時(shí)，該技術(shù)的合理應(yīng)用可以大幅度提高零件的加工精度，提高零件的使用質(zhì)量及使用壽命。而且，還可降低加工殘余應(yīng)力，抑制邊緣毛刺的產(chǎn)生。因此，超聲橢圓振動(dòng)切削在精密和超精密切削加工中顯示出了獨(dú)特優(yōu)勢。另外，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用效果來看，該技術(shù)主要依靠于信息技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)智能化的操作，有效減輕了員工的工作壓力，能夠合理提高工作效率及質(zhì)量，值得在新時(shí)期的飛機(jī)制造環(huán)節(jié)中推廣使用。同時(shí)，超聲橢圓振動(dòng)精密加工技術(shù)與普通的鏜削相比，提高了工件的圓度和圓柱度等形位精度，加工精度具有可控性。

二、飛機(jī)交點(diǎn)孔超聲橢圓振動(dòng)精密加工流程

在開展飛機(jī)制造工作時(shí)，必須要擬定科學(xué)的工作流程，并應(yīng)當(dāng)進(jìn)行試加工實(shí)驗(yàn)，分析技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢及不足，以便于提高技術(shù)的應(yīng)用效果。

1.硬件裝置的安裝工作。

企業(yè)想要保障超聲橢圓振動(dòng)精密加工技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的充分發(fā)揮，需要建立健全的硬件裝置。該裝置主要由動(dòng)力部分、主軸部分和控制系統(tǒng)等幾部分組成。動(dòng)力部分由自動(dòng)進(jìn)給鉆以空氣作為動(dòng)力，帶動(dòng)主軸完成進(jìn)給和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主軸部分由鏜桿、超聲換能器和聯(lián)軸器等組成。鏜桿上面的刀槽被用來安裝刀具，超聲換能器通電后，可以使刀具產(chǎn)生超聲橢圓振動(dòng)。聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)鏜桿和自動(dòng)進(jìn)給鉆的柔性連接，控制系統(tǒng)則包括換能器控制系統(tǒng)和切削監(jiān)測系統(tǒng)。換能器控制系統(tǒng)采用超聲控制電源，能夠提供16-40KHZ 的超聲振動(dòng)信號(hào)。切削監(jiān)測系統(tǒng)負(fù)責(zé)設(shè)定工作參數(shù)、在線監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。整個(gè)裝置利用對(duì)接夾具實(shí)現(xiàn)超聲橢圓振動(dòng)切削裝置的固定，和鏜桿加工時(shí)的定位及引導(dǎo)。

2.試加工實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

為了能夠保障飛機(jī)加工制造工作的順利開展，技術(shù)人員在擬定工作方案之后，需要結(jié)合設(shè)定好的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，以及飛機(jī)加工制造的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行試運(yùn)行操作。首先，利用英國Taylor 表面粗糙度儀進(jìn)行進(jìn)給方向粗糙度測量，每種條件下分別在不同位置測量5 次，計(jì)算5 次的平均值。最終得到表面粗糙度的曲線，多次計(jì)算的目的是為了合理避免出現(xiàn)計(jì)算誤差的問題，提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在高頻條件下，超聲橢圓振動(dòng)切削對(duì)精密切削已加工表面存在負(fù)面影響，但影響不大，基本上趨于一致。但由于其振動(dòng)頻率高，振幅小，其振紋高度相對(duì)刀具水平進(jìn)給方向形成的輪廓高度要小而得到弱化，不足以破壞已加工表面的質(zhì)量，這是與低頻振動(dòng)的顯著不同。

三、飛機(jī)交點(diǎn)孔超聲橢圓振動(dòng)精密加工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

1.創(chuàng)新意識(shí)及能力。

想要確保新時(shí)期飛機(jī)交點(diǎn)孔超聲橢圓振動(dòng)精密加工工作的順利開展，就必須要保障技術(shù)人員具備基本的工作能力，能夠掌握該技術(shù)的操作技巧，并能夠結(jié)合時(shí)代發(fā)展需求，不斷總結(jié)自身的工作經(jīng)驗(yàn)。研究優(yōu)化技術(shù)操作流程，提高技術(shù)應(yīng)用效果的可行措施。這就需要企業(yè)定期對(duì)人才展開教育培訓(xùn)工作，注重于提高員工的創(chuàng)新意識(shí)及能力，引導(dǎo)員工意識(shí)到自身工作的重要性。同時(shí)，還可以通過思想教育工作，規(guī)范員工的工作行為，避免由于人為因素造成加工工作的質(zhì)量問題，進(jìn)而引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

2.不分離的切削問題。

在不分離切削區(qū)內(nèi)，高頻橢圓振動(dòng)切削可以顯著降低切削時(shí)的主切削力和吃刀抗力，因而可提高加工精度。但是，隨著切削速度的不斷增大，降低切削力的幅度不斷降低，在達(dá)到一定切削速度時(shí)，基本上和普通車削一致。在不分離區(qū)，也具有一定程度的降低切削力的效果。這主要是因?yàn)樵诓环蛛x切削狀態(tài)時(shí)，刀具沒有與工件的切削表面完全分離，切屑始終與前刀面相互接觸；但是刀具在吃刀抗力的振動(dòng)仍然存在，對(duì)切削厚度和切削角度的影響仍然存在。這是技術(shù)操作的重點(diǎn)及難點(diǎn)，需要企業(yè)對(duì)員工做好技術(shù)交底工作，并安排管理人員全程監(jiān)管實(shí)際的加工制造流程，確保各項(xiàng)工作的順利開展。

結(jié)論：開展超聲橢圓振動(dòng)精密加工工作時(shí)，首先，要做好對(duì)設(shè)備硬件裝置的安裝工作。了解機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，然后結(jié)合工作需求擬定試運(yùn)行方案。并通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)得出最精確的數(shù)值，避免由于數(shù)據(jù)誤差而引發(fā)加工質(zhì)量的問題。另外，企業(yè)要對(duì)人才展開教育培訓(xùn)工作，提高人才的創(chuàng)新意識(shí)及能力。將工作側(cè)重點(diǎn)放在對(duì)不分離的切削問題上，以便于充分發(fā)揮出該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，推動(dòng)新時(shí)期飛機(jī)制造工作的可持續(xù)發(fā)展。