芻議軸承安裝座薄壁件變形質(zhì)量控制

姜全營 鄧 昶 張成武 王芳琦

（沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

1 概述

軸承安裝座是一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大型薄壁零件，不僅尺寸精度、形位公差要求極高，針對大端面、內(nèi)孔變形問題，從零件結(jié)構(gòu)入手，以便找到影響大端面、內(nèi)孔加工變形的因素。

自制精車兩端內(nèi)孔的夾具，改變以往的定位夾緊方式，在確保零件基準(zhǔn)不變形的情況下，來滿足內(nèi)孔對大外圓的同軸度要求。將內(nèi)孔留余量，在銑加工環(huán)槽應(yīng)力釋放后，再精加工內(nèi)孔，使內(nèi)孔變形得到有效的控制，保證加工的零件符合圖紙要求。

2 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工注意事項(xiàng)

2.1 設(shè)計(jì)圖紙分析

軸承安裝座是某機(jī)上機(jī)匣結(jié)構(gòu)部分的重要零件，毛料為精鑄件，材料為鑄造鈦合金，同軸度為0.03mm，總長X5mm，φ6+0.012定位孔對基準(zhǔn) A（φX48+0.12+0.08）的位置度為 0.05mm。大外圓端面的X9-φ9mm和小端面的X7-φ6.3螺紋底孔對基準(zhǔn)的位置度為0.2mm（見圖1）。

圖1 軸承安裝座零件圖

2.2 鈦合金的切削加工特點(diǎn)及加工中的注意事項(xiàng)

2.2.1 加工特點(diǎn)

刀具容易磨損或破損，切削溫度高，黏刀現(xiàn)象嚴(yán)重。鈦合金零件毛坯表面，如有氧化皮，其硬度很高，切削困難，將嚴(yán)重?fù)p傷刀具，產(chǎn)生缺口，崩刃等現(xiàn)象。由于鈦合金的彈性模量小，被加工零件容易產(chǎn)生較大變形、扭曲，不易保證加工精度。

2.2.2 加工中的注意事項(xiàng)

禁止使用低熔點(diǎn)金屬及其合金制作的工、夾具臨時(shí)緊固體。加工后的鈦合金零件表面不允許殘留低熔點(diǎn)合金。

與鈦合金接觸的工、夾具或其他裝置必須潔凈無污垢,裝卸清洗過的和涂有保護(hù)層鈦合金零件時(shí)，要防止油脂或指印污染，以免生成鹽應(yīng)力腐蝕，使鈦合金零件斷裂。

3 加工中存在的問題

№50工序精車第一面內(nèi)外圓時(shí),所用夾具是以內(nèi)孔（фX28）及其端面為定位基準(zhǔn)并支撐大端面。加工時(shí)先壓緊小端面,精車大端面及外圓фX88，然后再壓緊大端面后松開小端壓板，精車фX40內(nèi)孔及端面（見圖2），加工后內(nèi)孔橢圓尺寸超差。

№55工序精車第二面內(nèi)外圓及螺紋時(shí)，所用夾具是以內(nèi)孔（фX40）及其端面為定位基準(zhǔn)并支撐大端面。加工時(shí)先壓緊小端面，精車另一側(cè)大端面及外圓фX48，然后再壓緊大端面后松開小端壓板，精車фX30內(nèi)孔及端面（見圖3），加工后大端面變形、內(nèi)孔橢圓、內(nèi)孔尺寸及軸向尺寸X2-0.1超差。

在加工№90工序銑環(huán)槽后應(yīng)力釋放，使大端面及內(nèi)孔產(chǎn)生變形，造成內(nèi)孔尺寸及軸向尺寸超差。

在加工№60工序鉆鉸第一面孔時(shí)，X9-ф9孔是在三坐標(biāo)加工中心上進(jìn)行的，所用夾具是以大端面及外圓和ф6孔定位并壓緊大端面。加工后經(jīng)檢測孔的位置度，超差現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

圖2 №50工序精車第一面內(nèi)外圓

圖3 №55工序精車第二面內(nèi)外圓及螺紋

4 解決措施

根據(jù)以上加工中存在的問題，并找出了產(chǎn)生問題的原因。通過反復(fù)分析研究制定如下解決措施：

4.1 制定合理的工藝路線

原工藝路線為：

（以前工序略）……№40工序半精車第一面內(nèi)外圓→№45工序半精車第二面內(nèi)外圓→№50工序精車第一面內(nèi)外圓→№55工序精車第二面內(nèi)外圓及螺紋→№60工序鉆鉸第一面孔及螺紋→№65工序鉆鉸第二面孔及螺紋……№90工序銑環(huán)槽……（以后工序略）。

根據(jù)原工藝路線加工中產(chǎn)生的尺寸和技術(shù)條件超差的問題，將工藝路線進(jìn)行了調(diào)整，將№90工序銑環(huán)槽調(diào)整到半精車之后進(jìn)行，以便消除銑加工后應(yīng)力變形對內(nèi)孔、端面的影響。將限位狀態(tài)壓緊變形加工內(nèi)孔的情況改為將兩端內(nèi)孔留余量0.3mm，在增加的№66、67工序中再進(jìn)行精車內(nèi)孔。

調(diào)整后的工藝路線為：

（以前工序略）……№40工序半精車第一面內(nèi)外圓→№43工序銑環(huán)槽→№45工序半精車第二面內(nèi)外圓→№50工序精車第一面內(nèi)外圓→№55工序精車第二面內(nèi)外圓及螺紋→№60工序鉆鉸第一面孔及螺紋→№65工序鉆鉸第二面孔及螺紋→№66工序精車一端內(nèi)孔→№67工序精車另一端內(nèi)孔……（以后工序略）

4.2 采用正確的加工方式

通過調(diào)整輔助支撐螺釘，并進(jìn)行壓表檢查以保證大端面跳動量的一致性，這樣通過減小零件在加工中振動來控制大端面的加工變形。加工一刀后，松開螺釘再重新進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)過3-4刀加工后，端面的變形已控制在最小的范圍，使軸向尺寸符合圖紙要求。

4.3 自制簡易工裝

改變工藝路線后，在№50和№55工序分別將фX30、фX40內(nèi)孔留余量0.3mm。為此自制精車夾具改變零件定位夾緊方式分別在新增加的№66和№67工序精車兩內(nèi)孔（見圖4和圖5）。

4.4 工序調(diào)整

將90工序銑加工環(huán)槽提前至40-45工序之間進(jìn)行加工，以解決銑加工后內(nèi)孔外圓及端面變形的問題。

圖4 №66工序精車精車一端內(nèi)孔

圖5 №67工序精車精車另一端內(nèi)孔

結(jié)論

通過反復(fù)的分析和研究，制定了合理的工藝路線和加工方法，解決了該零件的內(nèi)孔、端面加工變形的問題。證明了此工藝方案的合理性、可行性，也為今后加工同類零件積累了經(jīng)驗(yàn)。此次攻關(guān)雖然取得了一些成績，但還要不斷的總結(jié)、改進(jìn)和提高，為今后薄壁件的研制工作起到一個(gè)好的借鑒作用。

[1] 《機(jī)械制造工藝學(xué)》北京航空航天大學(xué)出版社[Z].

[2] 《機(jī)械基礎(chǔ)》湖南科學(xué)技術(shù)出版社[Z].

[3] 《車工技能》航空工業(yè)出版社[Z].

[4] 《機(jī)械制造技術(shù)》北京機(jī)械工業(yè)出版社[Z].

[5] 《車工技術(shù)》國防工業(yè)出版社[Z].