前支架外部嵌板加工工藝研究

高　闖　葛　蕾　何東敏　王　碩　張立艷（沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

前支架外部嵌板加工工藝研究

高闖葛蕾何東敏王碩張立艷
（沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

摘要：作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中最為重要的結(jié)構(gòu)，如何提高前支架外部嵌板的加工質(zhì)量成為了當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究的重要作用。文章最主要針對(duì)目前我國(guó)前支架外部嵌板加工工藝進(jìn)行論述，并針對(duì)性的介紹了工藝改進(jìn)方案。本文主要介紹了航空發(fā)動(dòng)機(jī)上前支架外部嵌板的加工難點(diǎn)及解決方案，及對(duì)此類大直徑小環(huán)段異型結(jié)構(gòu)零件加工變形的控制。

關(guān)鍵詞：前支架外部嵌板；變形控制；工藝分析；工藝方案

1　引言

前支架外部嵌板零件為大直徑小環(huán)段異型結(jié)構(gòu)零件，其材料為鎳基高溫合金，硬度為HRC46-48，零件硬度高且易變形，車、銑、鉆加工難度很大，需要通過(guò)攻關(guān)研究確定其加工工藝，解決零件加工及鉚接難題。

2　工藝分析

該零件直徑為φ1165.7584± 0.05mm，壁 厚 為3.048±0.127 mm， 弧 段 為18.5°，為大直徑小環(huán)段異型結(jié)構(gòu)零件。由于零件材料為鎳基高溫合金，材料硬度高切削性極差，機(jī)械加工中還存在定位壓緊不可靠及斷屑切削等問(wèn)題，加工存在著很大的難度。

其加工難度主要有以下幾點(diǎn)：

（1）大直徑小環(huán)段異型結(jié)構(gòu)零件加工中因系統(tǒng)剛性差，強(qiáng)度低，切削易產(chǎn)生振動(dòng)，影響零件加工精度；

（2）小孔的位置度φ0.05不易保證；

（3）加工余量、加工參數(shù)、定位夾緊和刀具的選擇；

（4）零件組合后鉚接。

3　工藝方案

3.1確定工藝路線

從零件材料、尺寸及控制變形的角度出發(fā)，確定了如下工藝路線：

毛料（環(huán)料）→車基準(zhǔn)→車內(nèi)外型面→加工定位孔→線切割切斷→銑內(nèi)外輪廓→線切割槽輪廓→銑輪廓及鉆孔→去毛刺→清洗→標(biāo)印→中間檢驗(yàn)→熒光滲透檢查→裝配→最終檢驗(yàn)→入庫(kù)。

3.2改進(jìn)數(shù)控程序提高車加工效率

主要改善方法：調(diào)整數(shù)控程序，更改走刀路線。

No.10工序車內(nèi)外型面，余量約在25mm左右。

改善前采用輪廓方式編程，且加工參數(shù)為S=7、f=0.10mm，X向每刀上0.5mm，每刀走刀時(shí)間1.6小時(shí)。這樣總共走刀時(shí)間為160小時(shí)。

改善后經(jīng)試驗(yàn)加工采用切刀去余量（為精加工留2mm余量），及輪廓程序精車的方式進(jìn)行加工。

粗加工時(shí)切刀X向排7刀，Z向切深0.5mm，S=10、f=0.1。

精加工時(shí)采用輪廓編程方式，加工參數(shù)為S=7、f=0.10mm，X向每刀上0.5mm，每刀走刀時(shí)間1.6h。

這樣共消耗走刀時(shí)間約為48h。

改善后效果分析：車加工工序提高生產(chǎn)效率70%。

4　改進(jìn)工裝

大直徑小環(huán)段異型結(jié)構(gòu)零件的難點(diǎn)在于零件定位壓緊不可靠，系統(tǒng)剛性差，強(qiáng)度低，切削易產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)可造成鉆頭中心相對(duì)工件預(yù)鉆中心發(fā)生偏移，鉆出的孔徑大于鉆頭直徑或打刀，還將直接影響加工精度、刀具耐用度和切削效率。為了正確定位壓緊，將原來(lái)的線接觸定位方式改為面接觸定位方式，定位壓緊得到了改善，消除了零件與夾具兩者之間的間隙，盡可能提高了整體的剛度，有效解決了銑、鉆定位壓緊不可靠問(wèn)題，提高了銑、鉆加工精度和孔壁表面質(zhì)量，生產(chǎn)效率也得到相應(yīng)的提高。

5　改進(jìn)鉆頭

加工鎳基高溫合金時(shí)，鉆頭容易發(fā)生破損或出鉆偏斜，鉆頭與零件材料的匹配性直接影響鉆頭的耐用度和鉆孔質(zhì)量，也是控制小孔表面質(zhì)量和保證小孔的位置度φ0.05的關(guān)鍵因素。

改進(jìn)后采用φ2.5合金鉆頭直接加工取代原小鉆頭鉆底孔再用φ2.5銑刀加工，加工過(guò)程穩(wěn)定，有效地提高了鉆頭的耐用度，小孔的位置度φ0.05得到保證，表面質(zhì)量提高效果顯著，大大降低刀具消耗。

6　切削參數(shù)

粗車加工切削速度v=35m/min，進(jìn)給量=0.10mm/r，切削深度ap=3.75mm；

精車加工切削速度v=53m/min，進(jìn)給量=0.15mm/r，切削深度ap=0.3mm；

銑加工切削速度v=114m/min，進(jìn)給量=2000mm/min，切削深度ap=0.5mm；

鉆加工切削速度v=24m/min，進(jìn)給量=60mm/min。

7　鉚接裝配

鉚接時(shí)易出現(xiàn)鉚釘松動(dòng)和鉚接處板材間有間隙或鉚偏等問(wèn)題，鉚接裝配質(zhì)量直接影響零件的交付。我們采用手工鉚接的方法，靠人工控制鉚釘成型，這就要求鉚接人員嚴(yán)格按工藝操作，檢查零件在夾具上的定位與支撐、鉚頭設(shè)計(jì)、鉚頭尺寸材料和硬度以及鉚釘結(jié)構(gòu)對(duì)鉚接工藝的適應(yīng)性。鉚釘結(jié)構(gòu)和鉚接夾具的結(jié)構(gòu)上必需要保持支撐面的面積至少要大于1.2倍的鉚接面的面積，鉚釘與鉚座之間的最大間隙要控制在0.3mm之內(nèi)，保證鉚釘成型頭部的直徑φD=3.5814min，成型頭部高度H=1.1938 min，并保證埋頭鉚釘頭應(yīng)充滿或凹下埋頭孔，鉚釘頭低于周圍表面0mm~0.381mm。

結(jié)語(yǔ)

該論文研究了大直徑小環(huán)段異型結(jié)構(gòu)零件的基本實(shí)現(xiàn)途徑，改進(jìn)了加工方法、工藝參數(shù)，摸索出加工這種零件的有效工藝措施。有效地提高了深孔加工精度、提高了加工效率。

參考文獻(xiàn)

[1]李慧中．8090AlLi合金動(dòng)態(tài)斷裂韌度的研究[J]．兵器材料科學(xué)與工程，2000 （01）．

[2]劉新芹，王富恥，王琳，路永勝．鋼中絕熱剪切帶的動(dòng)態(tài)損傷演化[J]．兵器材料科學(xué)與工程，2004（03）．

中圖分類號(hào)：TD35

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A