機(jī)械加工中的填充物的應(yīng)用

1、機(jī)械加工中的填充物的應(yīng)用 航空航天零件中有一些零件對承力和重量有著較高的要求，為了滿足這一要求產(chǎn)生了很多復(fù)雜型面、薄壁的零件，這對于裝夾和加工都提出了較高的要求，采用常規(guī)的工藝方法通常會造成此類零件裝夾變形，切削加工時容易產(chǎn)生顫振，嚴(yán)重影響加工精度和表面粗糙度，而且常規(guī)方法加工薄壁零件必須留有很大的加工余量，分粗加工、半精加工、精加工等多道工序，為了消除加工應(yīng)力，控制變形，還要增加多道熱處理工序，使得加工周期很長，提高了加工成本。在機(jī)械加工過程中，采用對此類零件進(jìn)行填充的方法，使零件形成一個剛性實(shí)體，可以有效降低裝夾和加工難度。另外針對一些口部較小內(nèi)腔較為封閉的零件，填充技術(shù)通過對零件口部進(jìn)行

2、保護(hù)，可以避免加工時金屬屑進(jìn)入零件難以清理的腔體內(nèi)。還有一種就是可以利用填充物對零件進(jìn)行槽液隔絕保護(hù)，控制表面處理的范圍。填充物的選擇、使用范圍研究和加工中注意事項(xiàng)是填充技術(shù)在生產(chǎn)中得以應(yīng)用的關(guān)鍵。 填充物 2.1填充物的性能要求 選擇填充物需要在性能上滿足以下要求： (1)膨脹系數(shù)要小。如充滿零件腔內(nèi)的填充材料在常溫下的收縮量要小于零件尺寸公差的15。 (2)要有較好的強(qiáng)度和剛性，以確保零件裝夾和加工時工藝系統(tǒng)的變形量小于尺寸公差的15。 (3) 要有良好的可結(jié)合性和可脫離性?？山Y(jié)合性指填充物常溫固化時與零件之間的具有較好的結(jié)合力；可脫離性則指熔化或溶解后的填充物不會殘留在零件表面影響其表面

3、質(zhì)量。 (4)較低的熔點(diǎn)。較低的熔點(diǎn)可以便于實(shí)現(xiàn)填充物的狀態(tài)變化（固態(tài)變成液態(tài)），完成填充過程，同時避免零件基體在高溫下產(chǎn)生的材料狀態(tài)變化和表面氧化，同時減小了零件的熱變形。需要注意的是，填充物的熔點(diǎn)并不是越低越好，為了避免填充物在工件加工過程中由于切削熱而造成熔化，要求所選擇的填允物的熔點(diǎn)應(yīng)不低于60。 (5)填充物具有良好的可切削性。填充物的可切削性包括兩個方面，一是指可以高效率地切除多余的填充物，二是指切削性能差別較大的填充物和零件基體材料具有較好的混合切削性能。 2.2常用的填充物和使用范圍 2.2.1低熔點(diǎn)合金 低熔點(diǎn)合金的成分通常選擇熔點(diǎn)較低的常見金屬材料，滿足使用性能的基礎(chǔ)上兼顧

4、經(jīng)濟(jì)性，而且要做到對操無毒無害。從常見金屬材料的低熔點(diǎn)考慮，鉛、鉍、錫、銻等是比較理想的低熔點(diǎn)合金成分選擇：鉛的熔點(diǎn)為327.4，鉍的熔點(diǎn)為271.3，錫的熔點(diǎn)為231.9，銻的熔點(diǎn)為630.5，上述元素根據(jù)不同配方可以得到不同性能和用途的合金，如以鉍金屬元素為主要組成成分的低熔點(diǎn)合金具有熱縮冷漲的物理特性，使合金材料具有填充物非常理想的溫度特性，將熔融態(tài)的低熔點(diǎn)合金灌注填充至零件腔內(nèi)，冷卻后與零件成為整體，可以達(dá)到提高零件剛性、減小機(jī)械加工變形、保證零件尺寸精度的目的。 以鉍金屬元素為主要組成成分的低熔點(diǎn)合金推薦采用如下配方：鉍(Bi)425，鉛(Pb)377，錫(Sn)113，鎘(Cd)8

5、5，它的主要物理性能如下：熔點(diǎn)7090，硬度(HB)9，比重947，強(qiáng)度37Nmm2。 零件為單件小批量生產(chǎn)時，低熔點(diǎn)合金熔化的方法一般將其放在金屬鍋中采用電爐(或電磁爐)加熱即可，無需昂貴的設(shè)備投入，使用時對零件進(jìn)行澆鑄，類似鑄造原理，然后等到冷卻至常溫固化即可進(jìn)行加工。回收時將零件整體浸入開水中不斷加熱，低熔點(diǎn)合金就會不斷熔化脫落。隨著灌注次數(shù)的增加，低熔點(diǎn)合金中一些合金成分損耗，造成合金成分組成發(fā)生改變，從而引起低熔點(diǎn)合金熔點(diǎn)變化，因此需要定期對低熔點(diǎn)合金成分及熔點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，并及時更換。 需要注意的是，當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)合金和零件進(jìn)行整體加工時，如低熔點(diǎn)合金也處于切削范圍，其切屑會和零件金屬屑混雜在一起給回收帶來困難，機(jī)加現(xiàn)場一般不會進(jìn)行專門回收，造成了相當(dāng)?shù)睦速M(fèi)，建議低熔點(diǎn)合金不要澆鑄在零件的切削范圍，因此比較