轻质大型反射镜的制造是大型光学系统必须要解决的关键技术之一.采用计算机控制的钻铣法可以获得更高轻量化程度及几何精度的镜坯,并能得到较高的加工效率.在大量工艺设计与实验的基础上,现已完成了一些高精度轻质反射镜镜坯加工以及镜面抛光工作.结果表明,此方法可达到70%左右的减重率,并且可以加工出较高精度的反射镜.

为了研究钻削加工中切削用量和刀具几何参数对钻削质量的影响,利用ABAQUS软件模拟研究了碳纤维复合材料的钻削过程。以主轴转速、进给量、钻头顶角为设计变量,基于响应曲面法构建了钻削轴向力预测模型,并分析了各变量对轴向力的影响。结果表明轴向力随主轴转速的增加而降低,随进给量和顶角的增加而增加;对轴向力大小的影响顺序依次为进给量、转速、顶角。预测模型具有较高的置信度,在实际加工中宜采用较高的主轴转速、较小的进给量和钻头顶角,以降低碳纤维复合材料钻削轴向力,改善钻孔质量。

碳纤维增强环氧树脂基复合材料在高新技术领域产品轻量化、小型化的发展趋势下具有广阔的应用前景和使用价值。微小零器件的连接装配需要进行大量的小孔加工,而碳纤维复合材料的难加工性以及小孔径加工时散热条件差、微小刀具刚度低等特点,使复合材料小孔加工比常规尺寸的孔加工更容易产生加工损伤,制孔形状、位置精度难以保证。列举了碳纤维复合材料常见的制孔损伤形式,分析了复合材料小孔加工的技术难点,综述了国内外在复合材料小孔加工机理、制孔刀具、制孔工艺等方面的研究现状。

针对碳纤维复合材料小孔加工比常规尺寸的孔加工更困难,制孔质量和尺寸精度难易保证的问题,采用硬质合金麻花钻进行碳纤维增强树脂基复合材料直径3mm小孔的钻削试验,研究工艺参数、刀具磨损对切削力和制孔质量的影响。结果表明：转速和进给速度对制孔轴向力和孔径误差均有显著影响;回归分析得到了轴向力与转速和进给速度之间的关系式;转速对孔径误差的影响大于进给速度的影响;硬质合金麻花钻加工碳纤维复合材料的合格孔数为30个,孔径误差随刀具磨损量的增大而增大。研究结果可以对碳纤维复合材料小孔加工的切削力进行预测,为加工参数和刀具寿命的合理选择提供试验依据。

航空发动机、燃气轮机的透平涡轮部分轮盘普遍采用镍基高温合金材料，这种材料强度高，切削性能差，冷加工时刀具易磨损，很难保证加工尺寸精度和表面质量要求。在总结各种方式冷加工特点的基础上，给出了具体的切削参数。

针对深小孔的加工，概括介绍了钻削加工、电火花加工和激光加工的方法，重点介绍了钻削加工过程中冷却系统的设计要点。

根据鼓轮零件结构特点,利用立式升降台铣床X5025,设计了一套齿轮传动机构,与万能分度头配合,可利用成型铰刀,依靠齿轮传动来完成鼓轮零件内圆面周向分布的锥孔的钻削加工,该工装结构紧凑,同时还具有工件支撑、加工限位功能.实际加工结果表明,能以较高的效率来完成锥孔的加工,同时保证了加工尺寸和精度,为该类型的零件锥孔加工提供了一种良好的解决方案.