摘要：通過改變航空鋁合金材料加工方式的實驗分析，研究了加工工藝對航空鋁合金材料電導率特性的影響規(guī)律。從4個方面改善加工工藝，使航空鋁合金材料特性及其電性能在加工前后保持一致。實踐證明，所歸納總結(jié)的成果對于研究航空鋁合金的數(shù)控工藝與電導率關(guān)系有重要的參考作用。

關(guān)鍵詞：航空鋁合金;數(shù)控加工工藝;電導率

0? ? 引言

航空鋁合金具有優(yōu)良的性能，是交通運輸、建筑、電力通信、航空航天及其他領(lǐng)域的重要材料[1-3]。在某大型飛機零件的生產(chǎn)中，鋁合金預拉伸板大量應用在飛機的壁板、框、梁、肋等結(jié)構(gòu)件上。對加工后的零件更多地采用電導率檢查，電導率檢驗是判斷金屬材料或零件熱處理質(zhì)量是否合格的重要手段，其快捷、有效，可替代硬度檢查。鋁合金零件在加工過程中表面會發(fā)生過燒現(xiàn)象，出現(xiàn)晶界熔化三角區(qū)和復熔球等，如圖1所示，最終會使電導率值下降。因此，從加工工藝角度出發(fā)保持鋁合金的電性能，是該領(lǐng)域人員研究的重要課題。

1? ? 基于數(shù)控設備下刀方式對電導率的影響實驗

通過實驗證明下刀方式對電導率的影響，實驗環(huán)境為：溫度12 ℃，儀器放置時間大于15 min，測量儀器為SIGMATEST EC2.068，材料牌號為B95пчт2（7B04-T7451），材料厚度為45 mm，實驗切入傾斜角度為16.45°～18°，機床型號為FP-PM-N/C-5。多次實驗的結(jié)果平均值如表1所示。

從數(shù)據(jù)可知，當切削深度增加時，切削表面溫度升高導致電導率下降。生產(chǎn)現(xiàn)場加工環(huán)境要比實驗環(huán)境更糟，特別是還存在因鋁屑排屑困難導致切削表面瞬間高溫的問題。因此，為減少切削熱對電導率的影響，要從改善數(shù)控加工工藝方法方面著手解決問題。

2? ? 改善數(shù)控加工工藝方法

（1）采用圓角過渡法，是通過數(shù)控程序使其在轉(zhuǎn)折尖角處采用較小半徑圓弧模式處理過渡的方式。目的是使機床在轉(zhuǎn)角處不作停留，連續(xù)切削，避免在轉(zhuǎn)角處切削停頓時間太長，就不會在一點聚集太多熱量，同時也減少了對機床結(jié)構(gòu)的沖擊，對機床是一種保護。

轉(zhuǎn)角類型如圖2（a）～（d）所示，其中（a）最劣，（c）最優(yōu)，可以通過選用小直徑刀具實現(xiàn)。

（2）采用插銑方法，也稱為“切入法銑削”，它能提供一種高生產(chǎn)率銑削深凹槽的方法，不需要高速加工，只要機床剛性好，它可以通過使用插銑刀，用一系列的重疊切入粗切材料，達到較高的金屬切除率。這些切入是以直線的Z軸運動切入工件，類似于鉆削運動，簡單的也可以用鉆削代替。當進行深孔鉆削過程時，應采用喙鉆的進給方式，以進行斷屑和排屑。同時可以采用高壓內(nèi)冷的刀具，如圖3所示，將金屬屑迅速排出孔外，但對機床主軸結(jié)構(gòu)具備內(nèi)冷系統(tǒng)有要求。

（3）采用多分層降低切削參數(shù)方法，即采用分層切削法改善銑削加工過程中對材料電導率的影響，主要是源于對材料切削時排屑的改善，使切削過程中產(chǎn)生金屬屑的排出阻力更小，更加流暢，刀具對材料表面做功減少，最終降低了切削熱的產(chǎn)生。在刀具足夠鋒利的情況下，每層切削厚度越小，產(chǎn)生的切削熱就越少。

（4）采用綜合法，即采用合理的刀具幾何形狀和切削方式（刀具刃磨、高速銑、改善冷卻等）。當?shù)毒卟讳h利時，刀具對材料的剪切力不足，會造成對金屬表面的拉伸，使金屬表面晶格扭曲，也會使電導率異常。同樣，銑削加工中，刀具刃磨的好壞，幾何角度設計的合理與否，是否采用了高速切削加工，是否采用了高壓強力冷卻和內(nèi)冷等都是影響鋁合金材料電導率變化的因素。

3? ? 結(jié)語

通過以上4種方法對加工工藝進行改進后，航空鋁合金材料零件電導率達到材料初始值。此次實驗分析對于未來該領(lǐng)域發(fā)展具有一定的參考作用。

[參考文獻]

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[3] 金莉.LC9-CgS1自由鍛件電導率檢測結(jié)果的試驗分析[C]//2012陜西省第十三屆無損檢測年會論文集，2012：130-135.

收稿日期：2020-03-13

作者簡介：李力（1969—），男，遼寧沈陽人，高級工程師，沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司民機加工分部（數(shù)字化車間）主任，研究方向：航空數(shù)控高效加工技術(shù)、數(shù)字化車間構(gòu)建與管理、航空制造MES應用。