楊國文中航工業(yè)南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，湖南株洲 412002

一種精密孔加工工藝方案

楊國文
中航工業(yè)南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，湖南株洲 412002

某型航機(jī)壓氣機(jī)機(jī)匣上有一聯(lián)動環(huán)支架，其尺寸精度要求高，結(jié)構(gòu)特殊，空間尺寸受限，采用通常加工方法，零件尺寸無法得到保證。結(jié)合現(xiàn)場加工經(jīng)驗，利用數(shù)控加工中心FANUC系統(tǒng)自帶的定向功能，結(jié)合反向鏜削工藝，零件得以加工，尺寸滿足圖紙要求，解決了聯(lián)動環(huán)支架精密孔難加工的難題。

定向功能；反鏜工藝；FANUC系統(tǒng)

1 聯(lián)動環(huán)支架的結(jié)構(gòu)

我單位加工的聯(lián)動環(huán)支架為壓氣機(jī)機(jī)匣上的一部分，材質(zhì)為鑄造鈦合金。聯(lián)動環(huán)支架外圓為Φ24的鑄造圓環(huán)，內(nèi)側(cè)為Φ14（+0.18，-0.09）、Φ18（+0.021，0）和Φ18.43（+0.16，0）的階梯孔外加一Φ20.4（+0.21，0）的退刀槽，同時內(nèi)孔面及端面還要求1.6的粗糙度，如圖1、圖2所示。

2 加工難點

結(jié)合圖1、圖2可知，加工該處尺寸可以從壓氣機(jī)機(jī)匣大端面和小端面兩個方向進(jìn)行下刀加工，但是，聯(lián)動環(huán)支架中心幾乎在壓氣機(jī)機(jī)匣大端面外圓上。因此，不能從壓氣機(jī)機(jī)匣大端面處下刀加工。造成了此零件加工有兩個難點：

1）從壓氣機(jī)機(jī)匣小端面下刀，小端面到被加工面距離約100mm，刀具要伸出很長，影響刀具剛性。

2）要加工Φ18（+0.021，0）的精密孔和Φ20.4 （+0.21，0）的退刀槽，則要從Φ14（+0.18，-0.09）的孔下刀，那么鏜刀或者銑刀桿直徑必須做的非常細(xì)，嚴(yán)重降低刀具的剛性。

3 加工方案的確定

根據(jù)以上分析可知，只要解決刀具剛性問題，采用鏜削或者磨削方式加工，就能夠加工出合格的零件。該零件采用立式加工中心進(jìn)行加工，機(jī)床系統(tǒng)為FANUC操作系統(tǒng)。針對系統(tǒng)本身，我們考慮利采用機(jī)床系統(tǒng)自帶的定向功能進(jìn)行加工。

定向功能的工作原理為：主軸移動到零件加工位置正上方的設(shè)定高度，再沿水平方向移動一定距離，主軸旋轉(zhuǎn)停止，刀尖按設(shè)定角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，即刀尖與零件成一固定角度，主軸沿軸線方向移動，到達(dá)設(shè)定的位置；主軸沿水平方向偏移一定距離，主軸中心與孔中心重合；主軸旋轉(zhuǎn)開啟，刀具由下向上進(jìn)行反鏜加工；加工完畢后，采用同樣的工作原理，主軸停止轉(zhuǎn)動，刀尖與孔中心偏移一定的距離，刀具退出零件。如圖3所示。

確定采用定向功能進(jìn)行加工，接下來就該確定加工順序。工藝過程為：1平端面—2鉆孔—3粗鏜孔—4精鏜孔—5鏜退刀槽。加工過程中要求工序3給精鏜孔留0.05mm的余量，即內(nèi)孔為Φ17.9mm和Φ18.4mm。這樣有利用減小精加工讓刀，保證尺寸合格。

接下確定刀具結(jié)構(gòu)和尺寸，有銑削和鏜削兩種方式可加工該處尺寸，為了保證精密孔尺寸，該處采用鏜削加工。為了滿足Φ20.4（+0.21，0）的加工要求和進(jìn)刀時不遇Φ14（+0.18，-0.09）發(fā)生干涉，就要求刀具直徑≤7.22mm，刀尖到旋轉(zhuǎn)中心尺寸≥10.2mm。為了增大刀具剛性，此處選用Φ7的刀桿，刀尖到中心尺寸為10.25的鏜刀，如圖4所示。

4 加工過程

聯(lián)動環(huán)支架精密孔加工路線為：

1）采用銑刀平端面，直接加工到尺寸。

2）采用Φ8鉆頭鉆底孔，Φ13擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔。

3）Φ14（+0.18，-0.09）孔采用鏜刀加工到位。

4）采用定向功能，使用圖4所示粗鏜刀加工，給精加工留0.1mm的余量。

5）采用定向功能，使用圖4所示的精鏜刀把精密孔尺寸加工到位。

6）采用定向功能，把Φ20.4（+0.21，0）的退刀槽加工到位。

部分定向功能程序為：

N645 T18

5 結(jié)論

經(jīng)過多批次零件加工驗證，精密孔尺寸均合格。采用機(jī)床系統(tǒng)自帶的定向功能，在一定程度上解決了由于空間結(jié)構(gòu)限制刀具直徑，進(jìn)而影響刀具剛性的難題。遇到類似的結(jié)構(gòu)，采用常用的方法不能滿足加工要求的情況下，可以嘗試該方法進(jìn)行加工。

［1］彭晉齡.機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊，1989.

［2］史興寬，楊巧鳳.鈦合金TC4高速銑削表面完整性的研究［J］.航空制造技術(shù)，2001（1）.

［3］FANUC Series oi mate-MODELD 加工中心系統(tǒng)通用手冊.

V26

A

1674-6708（2016）170-0190-02

楊國文，工程師，中航工業(yè)南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，研究方向為數(shù)控加工技術(shù)，鈦合金、高溫合金機(jī)匣零件變形控制及加工等。