支撐環(huán)工藝研究

陳亞莉　趙冬梅　張陽　郭姍姍

摘 要：本文介紹了在環(huán)形件生產(chǎn)中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)，典型零件的工藝研制過程，包括復(fù)雜型面的零件結(jié)構(gòu)分析，加工難點(diǎn)介紹，工藝路線的安排，工藝方法的選擇和加工中所存在的問題及解決的辦法等。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成零件結(jié)構(gòu)多樣性更為廣泛，孔、平面、圓弧是構(gòu)成零件最主要的構(gòu)成單位。零件機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)過程是關(guān)系零件加工質(zhì)量及效率的最重要的過程，對于一些結(jié)構(gòu)特殊、不方便裝夾的零件，怎么能使加工工藝過程優(yōu)化是工藝技術(shù)人員一直在探索的目標(biāo)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)加工方法及新設(shè)計(jì)理念的夾具比以往傳統(tǒng)加工有很大改善。

關(guān)鍵詞：變形；薄壁；工藝分析

中圖分類號：TG75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1引言

零件剛性很差，加工也很有難度，混合進(jìn)氣部分新設(shè)計(jì)的零件支撐環(huán)就是這樣的一個(gè)零件，為摸索此種零件的工藝路線安排及加工方法，針對此零件進(jìn)行試制分析，本文就試制過程做簡單介紹，為今后零件加工提供參考及工藝上的借鑒。

2 攻關(guān)實(shí)施

2.1工藝分析及加工難點(diǎn)分析

2.1.1工藝分析

該零件屬于大型薄壁環(huán)型件，此環(huán)形件內(nèi)外型面復(fù)雜，壁厚薄，無安裝邊 ，零件材料為GH536，屬難加工材料，最大直徑Ф923 mm，軸向尺寸：52.5mm，壁厚僅1.6mm～2.5mm；自由狀態(tài)下圓柱度在1.5 mm；且在外圓均勻分布24處寬21的凸臺，凸臺中有寬15+0.035，位置度為0.15的槽，內(nèi)孔有24處寬72的槽，該結(jié)構(gòu)是以往研制機(jī)種中未曾遇到過的，其工藝難度大，加工難度大。

2.1.2加工難點(diǎn)分析

主要難點(diǎn)如下：

（1）精車加工無工藝邊，裝夾不方便，加工中變形大不易保證尺寸要求。

（2）銑加工量大，內(nèi)外型面無法一次加工完成，壁厚尺寸很難保證。

（3）凸臺中槽尺寸及位置度要求嚴(yán)格，不易保證。

2.2工藝路線安排

從零件結(jié)構(gòu)上看，為解決工藝分析的難點(diǎn)，我們在工藝路線安排上采取如下方案：此薄壁的零件必須在夾具支撐漲開的情況下才能實(shí)現(xiàn)精加工，要實(shí)現(xiàn)漲開必須內(nèi)型面先加工出來，由于此零件外型面復(fù)雜，加工量大，相對內(nèi)孔型面要復(fù)雜的多，適合先加工內(nèi)孔，可解決加工變形，無法保證壁厚問題。由于零件無安裝邊，給裝夾帶來很大的難度，零件的一端有24個(gè)工藝凸臺，加工時(shí)我們就選用這些臺階的面作為裝夾邊，另一端我們采用預(yù)留工藝邊的辦法解決裝夾問題。

2.3具體工序安排

5工序圖樣：粗車（預(yù)留工藝邊）35工序：精車大端（用預(yù)留的工藝邊裝夾）

40工序：精車小端（漲緊內(nèi)孔，壓緊大端凸臺，車掉工藝邊）

50工序：精銑內(nèi)型面（漲緊內(nèi)孔，壓緊大端凸臺，加工內(nèi)孔中間型面）

60工序：精銑外型面（漲緊內(nèi)孔，壓緊小端面）

2.4試加工過程

在零件的整個(gè)加工過程中，先后出現(xiàn)許多問題，經(jīng)過工藝和現(xiàn)場操作者全力配合，逐一解決了這些問題，使試制過程得以順利進(jìn)行。

（1）首先遇到的問題就是零件材料硬，加工不動(dòng)。材料及狀態(tài)決定零件的硬度，零件的材料GH536是一種很難加工的材料。我們采用了減小切削參數(shù)（進(jìn)給量及切削深度）、及時(shí)更換機(jī)夾刀片的辦法來克服這個(gè)難題。

（2）零件變形大，粗車加工后零件圓度2.5mm，粗銑外型面工序時(shí)外圓無法與車加工面接平，只能按最大點(diǎn)進(jìn)行接刀。粗車給精車留有2.5mm～3mm余量，如穩(wěn)定處理變形大，很可能加工不出來。待穩(wěn)定處理后測量零件的變形小了很多，圓度為1.5mm，保證了順利加工。

（3）基準(zhǔn)面修不平，穩(wěn)定處理后零件變形大造成基準(zhǔn)面修不平，為保證零件有一個(gè)好的基準(zhǔn)進(jìn)行精車工序，現(xiàn)場采用上下兩端面反復(fù)修整的辦法最終將基準(zhǔn)面修平。

（4）精車加工斷續(xù)切削，刀片損耗大，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)整加工參數(shù)，減小進(jìn)給量及切削深度，加工速度雖慢了一些，但刀片的損耗減少了很多。

（5）精銑外型面工序角向無定位，零件旋轉(zhuǎn)方向未限位，經(jīng)過探討，在對稱180度方向外凸臺中心余量部位增加加工2處ф10工藝孔用做精銑外型面工序角向無定位，銑加工外型面時(shí)先加工其它凸臺，最后加工這2處時(shí)去掉插入的定位銷，也沒有太大的加工力。

（6）銑工藝孔打刀問題，加工第1個(gè)工藝孔出現(xiàn)打刀，碰傷相臨表面，碰傷處在槽余量范圍內(nèi)，沒有對零件造成損傷。由于ф10工藝孔在零件上只切削一半，且孔的深度達(dá)到60以上，端銑刀單面切削，很容易出現(xiàn)打刀，打刀問題出現(xiàn)后，經(jīng)過調(diào)整刀具裝夾長度及切削速度，順利將2處工藝孔加工完成。

（7）零件壁薄，變形，無法直接裝夾加工。在零件試制加工過程中，為固定零件狀態(tài)，先后設(shè)計(jì)3個(gè)漲緊夾具用于粗銑、精車、精銑工序，保證了零件在理想狀態(tài)下加工。

（8）精車加工后的機(jī)械加工工序壓緊基準(zhǔn)面太小，有壓傷零件的問題。由于精車加工后零件的一個(gè)端面壁厚僅為1.6，很難承受壓板的壓緊力，我們選用4mm厚的墊片放在壓板下面，增大受力面積，減小壓緊力。

3 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)

3.1漲緊夾具的設(shè)計(jì)

在精車工序及銑加工工序，由于零件無安裝邊，變形很明顯，要實(shí)現(xiàn)加工，將零件恢復(fù)理想狀態(tài)很重要，這就需要漲緊夾具，夾具的內(nèi)孔采取精密止口配合的方法將零件漲緊，也可以采用連續(xù)的塊狀軟接觸漲緊，但為避免各塊的漲緊狀態(tài)不一致造成的影響，需要在漲緊塊相對應(yīng)的外圓處打表控制漲緊力。

3.2壓緊面太小的解決方法

精車加工后的機(jī)械加工工序壓緊基準(zhǔn)面太小，有壓傷零件的問題。由于精車加工后零件的一個(gè)端面壁厚僅為1.6，很難承受壓板的壓緊力，我們選用4mm厚的墊片放在壓板下面，增大受力面積，減小壓緊力，使得零件加工順利進(jìn)行。

3.3無安裝邊大型環(huán)形件工藝安排原則

此種薄壁的零件必須在夾具支撐漲開的情況下才能實(shí)現(xiàn)精加工，要實(shí)現(xiàn)漲開必須內(nèi)型面先加工出來，由于此零件外型面復(fù)雜，加工量大，相對內(nèi)孔型面要復(fù)雜的多，適合先加工內(nèi)孔，可解決加工變形，無法保證壁厚問題。由于零件無安裝邊，給裝夾帶來很大的難度，利用零件的凸臺結(jié)構(gòu)及預(yù)留工藝邊的方法解決裝夾問題。

參考文獻(xiàn)

[1]王愛玲，等.機(jī)匣制造技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1993.