《某薄壁易变形机匣加工工艺研究》-工学论文，工业技术论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

某薄壁易变形机匣加工工艺研究

范文

曹琳刘克睿张磊

摘要：本文采用数控设备，通过应用数控编程，重新设计适合加工刀具和工装，不断改进优化加工参数，对大型薄壁易变形机匣进行数控加工，初步探索出较为理想的数控加工工艺，降低操作工人加工难度，提高加工大型薄壁机匣的普遍性，为大型薄壁易变形机匣数控加工，探索出一条新的出路，极大地提高了生产效率和产品质量。

关键词：大型薄壁机匣；数控加工；成形刀具；提高产品质量

中图分类号：TH161 文献标识码：A

1引言

航空发动机压气机机匣承力环为钛合金材料，最大直径为1184mm，壁厚为2.0mm，是大型薄壁易变形零件。外圆表面槽结构尺寸直径方向深（单边50mm），没有适合数控加工的成形刀具。在数控设备加工过程中，机匣实时变形大，车削型面长，让刀现象非常严重，导致同一部位出现锥度加工表面，进一步加重了同一处壁厚尺寸两工序加工所导致的壁厚不均现象。反复车修，不仅加工难度大，同时加工效率较低。

2 工艺方法研究

2.1半精加工工序的研究

半精加工普通设备加工工艺预留给精车加工的余量为3mm。数控加工加工余量大会增加加工时间，降低数控机床的实际切削率。所以，在不影响材料变形的基础上，经试验、分析、研究，将半精加工预留给精车加工的余量由3mm调至2 mm，加工余量调整后，仍需解决刀具问题，标准刀具无法加工该零件。经过仔细研究、论证和试加工，将现有刀具进行改制。

2.2精加工工序的研究

2.2.1精车一端工序（图1）

原普通设备夹紧方式C压板干涉，外圆中间槽过深，单边为50mm，现有各类型数控刀具无法加工到尺寸①下端根部区域。如果在 B 表面，预留供压紧用工艺台阶，并改磨现有标准数控刀具，使加工深度>50mm，就要将毛料尺寸增加，无疑就会增加成本，不符合降低材料消耗的宗旨。

经反复试验，采用来回倒压板的方式来进行加工，虽然能加工出合格零件，但会增加操作工人的加工难度，增加超差几率。在试验过程中，仍觉得该方法还需要进一步改进，有待在今后的加工中进一步优化。

由于零件悬臂③长度50mm过长，壁厚尺寸薄，加工时实时变形（试验时，数控加工悬臂变形水平跳动达1.8mm），让刀现象及其严重，导致尺寸③壁厚不均匀，外厚内薄，很难达到0.1公差要求。

经试验分析研究，采用了按所有型面采用改磨后的数控偏刀进行加工，摸索出合适的加工参数及合理的刀具加工轨迹，型面内外两侧循环加工至最终尺寸，最大限度的减少加工应力引起的零件变形和让刀现象。

2.2.2精车另一端工序（图2）

由于两次装夹，零件直径大，加工尺寸①出现薄厚不均，内孔处接刀痕高度不一。

经试验分析研究，采用了加工前找正零件外圆跳动至最小值，根据实际跳动值试验偏心车，利用涨紧夹具间隙。

由于零件悬臂③长度50mm过长，壁厚尺寸薄，加工时实时变形（数控加工试验，悬臂变形水平跳动达1.8mm），让刀现象及其严重，导致尺寸③壁厚不均匀，外厚内薄，保证0.1公差难度极大。

经试验分析研究，采用按所有型面采用改磨后的数控偏刀进行加工，摸索合适的加工参数及合理的刀具加工轨迹，型面内外两侧循环加工至最终尺寸，最大限度的减少加工应力引起的零件变形和让刀现象。

精车工序1、2在原普通设备加工时都有夹具，但在数控设备上均都不能使用，精车工序1的夹具，底座与机床联结孔错误，无法使用，精车工序2的胀紧夹具，由于该夹具超重，导致无法在数控机床上使用。

所以，在精车工序1加工时，采用将零件直接放在机床上试加工。加工完毕后，实测过其圆跳0.06mm，变形在0.1mm以内，零件状态比较理想。

而将零件翻过来试加工精车工序2时，当加工到剩最后的0.5mm余量时，零件内圆圆跳0.18mm，如果继续加工，零件就会超差。经反复分析研究，采用铝盘胀紧继续试加工，将铝盘车至内圆尺寸，控制在0.1mm以内，然后将零件紧紧配合装在铝盘上，直至车出最终零件。经测量，最后零件变形在0.1mm以内，为首次在数控车上加工出的合格零件。

2.2.3后期精车加工

通过初次尝试，总结出许多加工经验。我们为此，在后期试验中对加工余量进行了调整，将粗车给半精车留的余量从3mm改为2mm，将半精车给精车的余量调整为1mm。

随后继续进行后期试验，经半精车车完后，零件基本状态良好，可以进行后期精车加工。

结语

通过反复试验研究，多次调整数控程序、加工参数，最终按预定的目标，完成了该大型薄壁易变形机匣的数控加工，生产出了合格的零件，初步确定了数控程序、加工工艺参数、加工刀具和工装，已纳了入生产工艺规程，提高了零件质量和生产效率，解决了只有少数人能加工该零件的瓶颈状态。

参考文献

[1]刘保库.机匣制造技术[M].北京：科学出版社.

[2]赵太平.数控车削编程与加工技术[M].2012.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。