曹琳 劉克睿 張磊

摘 要：本文采用數(shù)控設備，通過應用數(shù)控編程，重新設計適合加工刀具和工裝，不斷改進優(yōu)化加工參數(shù)，對大型薄壁易變形機匣進行數(shù)控加工，初步探索出較為理想的數(shù)控加工工藝，降低操作工人加工難度，提高加工大型薄壁機匣的普遍性，為大型薄壁易變形機匣數(shù)控加工，探索出一條新的出路，極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。

關鍵詞：大型薄壁機匣；數(shù)控加工 ；成形刀具 ；提高產(chǎn)品質量

中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A

1引言

航空發(fā)動機壓氣機機匣承力環(huán)為鈦合金材料，最大直徑為1184mm，壁厚為2.0mm，是大型薄壁易變形零件。外圓表面槽結構尺寸直徑方向深（單邊50mm），沒有適合數(shù)控加工的成形刀具。在數(shù)控設備加工過程中，機匣實時變形大，車削型面長，讓刀現(xiàn)象非常嚴重，導致同一部位出現(xiàn)錐度加工表面，進一步加重了同一處壁厚尺寸兩工序加工所導致的壁厚不均現(xiàn)象。反復車修，不僅加工難度大，同時加工效率較低。

2 工藝方法研究

2.1半精加工工序的研究

半精加工普通設備加工工藝預留給精車加工的余量為3mm。數(shù)控加工加工余量大會增加加工時間，降低數(shù)控機床的實際切削率。所以，在不影響材料變形的基礎上，經(jīng)試驗、分析、研究，將半精加工預留給精車加工的余量由3mm調至2 mm，加工余量調整后，仍需解決刀具問題，標準刀具無法加工該零件。經(jīng)過仔細研究、論證和試加工，將現(xiàn)有刀具進行改制。

2.2精加工工序的研究

2.2.1精車一端工序（圖1）

原普通設備夾緊方式C壓板干涉，外圓中間槽過深，單邊為50mm，現(xiàn)有各類型數(shù)控刀具無法加工到尺寸①下端根部區(qū)域。如果在 B 表面，預留供壓緊用工藝臺階，并改磨現(xiàn)有標準數(shù)控刀具，使加工深度>50mm，就要將毛料尺寸增加，無疑就會增加成本，不符合降低材料消耗的宗旨。

經(jīng)反復試驗，采用來回倒壓板的方式來進行加工，雖然能加工出合格零件，但會增加操作工人的加工難度，增加超差幾率。在試驗過程中，仍覺得該方法還需要進一步改進，有待在今后的加工中進一步優(yōu)化。

由于零件懸臂③長度50mm過長，壁厚尺寸薄，加工時實時變形（試驗時，數(shù)控加工懸臂變形水平跳動達1.8mm），讓刀現(xiàn)象及其嚴重，導致尺寸③壁厚不均勻，外厚內薄，很難達到0.1公差要求。

經(jīng)試驗分析研究，采用了按所有型面采用改磨后的數(shù)控偏刀進行加工，摸索出合適的加工參數(shù)及合理的刀具加工軌跡，型面內外兩側循環(huán)加工至最終尺寸，最大限度的減少加工應力引起的零件變形和讓刀現(xiàn)象。

2.2.2精車另一端工序（圖2）

由于兩次裝夾，零件直徑大，加工尺寸①出現(xiàn)薄厚不均，內孔處接刀痕高度不一。

經(jīng)試驗分析研究，采用了加工前找正零件外圓跳動至最小值，根據(jù)實際跳動值試驗偏心車，利用漲緊夾具間隙。

由于零件懸臂③長度50mm過長，壁厚尺寸薄，加工時實時變形（數(shù)控加工試驗，懸臂變形水平跳動達1.8mm），讓刀現(xiàn)象及其嚴重，導致尺寸③壁厚不均勻，外厚內薄，保證0.1公差難度極大。

經(jīng)試驗分析研究，采用按所有型面采用改磨后的數(shù)控偏刀進行加工，摸索合適的加工參數(shù)及合理的刀具加工軌跡，型面內外兩側循環(huán)加工至最終尺寸，最大限度的減少加工應力引起的零件變形和讓刀現(xiàn)象。

精車工序1、2在原普通設備加工時都有夾具，但在數(shù)控設備上均都不能使用，精車工序1的夾具，底座與機床聯(lián)結孔錯誤，無法使用，精車工序2的脹緊夾具，由于該夾具超重，導致無法在數(shù)控機床上使用。

所以，在精車工序1加工時，采用將零件直接放在機床上試加工。加工完畢后，實測過其圓跳0.06mm，變形在0.1mm以內，零件狀態(tài)比較理想。

而將零件翻過來試加工精車工序2時，當加工到剩最后的0.5mm余量時，零件內圓圓跳0.18mm，如果繼續(xù)加工，零件就會超差。經(jīng)反復分析研究，采用鋁盤脹緊繼續(xù)試加工，將鋁盤車至內圓尺寸，控制在0.1mm以內，然后將零件緊緊配合裝在鋁盤上，直至車出最終零件。經(jīng)測量，最后零件變形在0.1mm以內，為首次在數(shù)控車上加工出的合格零件。

2.2.3后期精車加工

通過初次嘗試，總結出許多加工經(jīng)驗。我們?yōu)榇?，在后期試驗中對加工余量進行了調整，將粗車給半精車留的余量從3mm改為2mm，將半精車給精車的余量調整為1mm。

隨后繼續(xù)進行后期試驗，經(jīng)半精車車完后，零件基本狀態(tài)良好，可以進行后期精車加工。

結語

通過反復試驗研究，多次調整數(shù)控程序、加工參數(shù)，最終按預定的目標，完成了該大型薄壁易變形機匣的數(shù)控加工，生產(chǎn)出了合格的零件，初步確定了數(shù)控程序、加工工藝參數(shù)、加工刀具和工裝，已納了入生產(chǎn)工藝規(guī)程，提高了零件質量和生產(chǎn)效率，解決了只有少數(shù)人能加工該零件的瓶頸狀態(tài)。

參考文獻

[1]劉保庫.機匣制造技術[M].北京：科學出版社.

[2]趙太平.數(shù)控車削編程與加工技術[M].2012.