航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合金襯套的檢測(cè)技術(shù)

張潤山 唐春麗 馬 侖

（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)制造有限公司 遼寧 沈陽 110043）

襯套作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)某部位的重要組成部分，用于殼體內(nèi)部齒輪和軸承的安裝，襯套的材料有碳鋼和鈦合金類之分，為了減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，以鈦合金種類的襯套居多。鈦合金襯套在加工中極易變形，所以有自己獨(dú)特的一套加工工藝方法，加工后的襯套的檢測(cè)更是難上加難，一直以來都沒有什么特別好的檢測(cè)方法，檢測(cè)效率低下。本文就從襯套的通用和專用的檢測(cè)方法入手，闡述了鈦合金襯套如何在自由狀態(tài)下做到準(zhǔn)確的測(cè)量。

1 問題的提出

由于襯套壁薄，為了防止銑加工三個(gè)Ф20mm的月牙槽時(shí)變形，先將三個(gè)均勻的月牙槽銑削出來，以精加工的內(nèi)孔為基準(zhǔn)，用液性塑料漲緊夾具裝夾，精車外圓，但是工件壁太薄，極易變形，對(duì)溫度也很敏感，而且存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，檢測(cè)結(jié)果不合格，現(xiàn)場(chǎng)加工尺寸與成品檢驗(yàn)尺寸存在一定差異。為解決此問題，工藝方法上采取了縮嚴(yán)加工尺寸公差的方法，將零件尺寸加工至中差范圍，但同時(shí)也增加了測(cè)量的難度。由于內(nèi)孔尺寸為mm，外圓尺寸為 mm，而且內(nèi)孔有3個(gè)1mm深的月牙槽，加工極易變形，加工的圓柱度、內(nèi)孔和外圓的圓柱度要求分別為0.005mm。[1]。

1.1 檢測(cè)方案分析

由于圖紙中規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為測(cè)量基準(zhǔn)，而襯套壁薄，且內(nèi)孔均勻分布著三個(gè)Ф20mm的月牙槽，測(cè)量面較短，所以零件檢測(cè)難度較大，以下針對(duì)三個(gè)技術(shù)條件和兩個(gè)尺寸的檢測(cè)方案及過程進(jìn)行分析論證。

1.2 對(duì)外圓圓柱度及尺寸mm的檢測(cè)方案分析

圓柱度公差帶是半徑差值為0.005mm的兩個(gè)圓柱面之間的區(qū)域，且圓柱面必須位于半徑差為0.005mm的兩個(gè)同軸圓柱面之間。

2 檢測(cè)方案分析

2.1 方案一：

外圓圓柱度對(duì)于軸類零件檢測(cè)可以利用頂針孔，在偏擺儀上檢測(cè)。而對(duì)于襯套類零件沒有頂針孔，這樣就必須借助于杠桿千分尺測(cè)量。由于檢測(cè)尺寸mm和檢測(cè)外圓的圓柱度的檢測(cè)部位相同，所以在用外徑杠桿千分尺檢查的mm同時(shí)也能檢測(cè)外圓的圓柱度，即多點(diǎn)測(cè)量。

首先按外圓尺寸mm要求，選用100～125mm的外徑杠桿千分尺，再用100mm的塊規(guī)校對(duì)外徑杠桿千分尺，校對(duì)杠桿千分尺后記錄修正值，用外徑杠桿千分尺對(duì)外圓進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，記錄所測(cè)數(shù)值。每一部位測(cè)得的實(shí)際值為外圓的近似值，所測(cè)值中，最大值與最小值之差為外圓圓柱度，且半徑差不大于0.005mm。在測(cè)量過程中，由于所測(cè)量的是薄壁零件，所有測(cè)量力不能太大，但必須保證在測(cè)量過程中側(cè)頭與襯套表面連續(xù)接觸，否則易造成零件變形，測(cè)量力也不能太小，做大力度適中，否則不能反映出零件的真實(shí)狀態(tài)，測(cè)量出的零件數(shù)值不是零件的真實(shí)值。通常選用的靜態(tài)測(cè)量力應(yīng)小于1N。[2]

2.2 方案二：

用V形塊法檢查圓柱度，用千分尺檢查外圓尺寸。

將襯套放在平臺(tái)上的V形塊內(nèi)，用夾緊裝置固定，且襯套可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。將千分表裝入萬能表座的表架內(nèi)，調(diào)整千分表位置使之位于襯套的最高點(diǎn)。在被測(cè)零件回轉(zhuǎn)一周過程中，測(cè)量某個(gè)橫截面的最大與最小讀數(shù)，連續(xù)測(cè)量若干個(gè)橫截面，取其中各橫截面所測(cè)得的所有讀數(shù)中最大與最小讀數(shù)值公差的一半，即為該零件的圓柱度誤差。

3 檢測(cè)方案的確定

經(jīng)過實(shí)際測(cè)量比較用外徑杠桿千分尺測(cè)外徑圓柱度和外徑尺寸方便準(zhǔn)確，而且在實(shí)際檢測(cè)中操作方便易行，對(duì)于有合格資質(zhì)的檢驗(yàn)人員來說都可以做到準(zhǔn)確的檢測(cè)，但在實(shí)際操作中要注意測(cè)量力的因素。

4 內(nèi)孔圓柱度及內(nèi)孔尺寸的檢測(cè)

選用 75～100mm外徑千分尺和100mm塊規(guī)，校對(duì)外徑千分尺，記錄修正值，然后作為內(nèi)徑千分尺的對(duì)表基準(zhǔn)，使微分筒鎖定在對(duì)應(yīng)的數(shù)值95.03mm，對(duì)應(yīng)檢測(cè)公差為0.017mm的高精度內(nèi)徑，需選用內(nèi)徑千分表測(cè)量。選擇合適的測(cè)量頭安裝好，調(diào)節(jié)測(cè)量頭長度，將內(nèi)徑千分表的測(cè)量頭壓入外徑千分尺的測(cè)砧與測(cè)微螺旋中間，看千分表的指示讀數(shù)，調(diào)節(jié)壓入量，固定測(cè)量頭使內(nèi)徑千分表的壓入量為0.30mm，將表圈轉(zhuǎn)動(dòng)，指針對(duì)零，使內(nèi)徑千分表前后微動(dòng)找到最小值，再將內(nèi)徑千分表測(cè)量頭壓入零件內(nèi)，前后微動(dòng)找到最大值與最小值。由于內(nèi)孔上有

三個(gè)Ф20mm的月牙槽，很難找到測(cè)量點(diǎn)，測(cè)頭的輔助支架有一邊僅能靠在內(nèi)孔一點(diǎn)上，所以測(cè)得內(nèi)孔直徑不夠準(zhǔn)確。以支架支在兩槽中間測(cè)頭測(cè)兩槽的邊緣，并在三個(gè)方向上下多點(diǎn)測(cè)量，以達(dá)到測(cè)量真實(shí)值的目的。[3]

5 測(cè)量內(nèi)孔對(duì)外圓的跳動(dòng)

5.1 檢測(cè)分析

內(nèi)孔對(duì)外圓的跳動(dòng)測(cè)量的是徑向跳動(dòng)誤差，徑向跳動(dòng)誤差是指在旋轉(zhuǎn)表面的同一橫截面內(nèi)，被測(cè)表面各點(diǎn)與基準(zhǔn)軸線之間最大值與最小值距離之差，并以各個(gè)橫截面測(cè)出其最大跳動(dòng)作為整個(gè)被測(cè)圓柱面的徑向跳動(dòng)量。檢查徑向跳動(dòng)時(shí)一定要注意基準(zhǔn)，因?yàn)榛鶞?zhǔn)不同，測(cè)量結(jié)果就不同，襯套工藝規(guī)程圖紙上規(guī)定要求以襯套外圓作為零件的測(cè)量基準(zhǔn)。[4]

5.2 檢測(cè)方案

先將V形塊和平臺(tái)擦拭干凈，將襯套豎直放在V形槽內(nèi)，用夾緊裝置固定，并能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。將杠桿百分表裝在表座的夾孔內(nèi)夾緊，調(diào)整萬能表座位置，使百分表接觸頭與襯套表面接觸，將襯套轉(zhuǎn)動(dòng)一周，取該橫截面的最大值，在測(cè)得若干個(gè)橫截面后取最大值即為內(nèi)孔的跳動(dòng)誤差。

結(jié)語

通過上述對(duì)鈦合金襯套的工藝分析及主要尺寸的檢測(cè)，利用通用的檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)了測(cè)量難度較大的薄壁零件，從以上的分析中可以看出所采用的檢測(cè)方法具有較強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)用性。實(shí)踐證明，通過上述方法檢測(cè)出的結(jié)果準(zhǔn)確性較高，而且可以將上述的檢測(cè)方法應(yīng)用到類似的零件檢測(cè)當(dāng)中，并不局限于鈦合金類零件。若將上述檢測(cè)方法加以推廣應(yīng)用，可以為新機(jī)研制節(jié)省大量的研制經(jīng)費(fèi)。

[1]張玉，劉玉.幾何量公差與測(cè)量技術(shù) [J].沈陽：東北大學(xué)出版社.1999.

[2]汪愷.形狀和位置公差標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用指南[M]北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.2000.

[3]王如根，高坤華.航空發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)[M].北京：航空工業(yè)出版社。2003年79-399

[4]武凱.航空薄壁件加工變形分析與控制[M].南京:南京航空航天大學(xué).2002.