淺談機(jī)匣凸臺(tái)加工技術(shù)改進(jìn)

曹炳遠(yuǎn)　劉宏斐

摘 要：渦輪機(jī)匣的凸臺(tái)在五軸加工中心的加工一直是整個(gè)渦輪機(jī)匣機(jī)械加工的最難點(diǎn)，由于渦輪機(jī)匣機(jī)匣壁薄，凸臺(tái)材料硬，切削余量多，所以加工極易引起零件變形，再而造成零件加工不合格，本文論述的就是如何改進(jìn)加工方法和調(diào)整加工參數(shù)，從而減少零件的變形，確保零件的工藝技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：渦輪機(jī)匣； 高溫合金； 薄壁件； 加工路線； 加工變形

0 前言

渦輪機(jī)匣是航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要部件之一，它的特點(diǎn)是機(jī)匣壁薄，最少厚度厚僅0.8mm，零件位置度、平面度、平行度等型位公差要求高，但是它的凸臺(tái)是高溫鎳基合金，材料硬度高，韌性好，壁厚薄，零件易變形，位置度傾斜度等達(dá)不到工藝要求。

如何優(yōu)質(zhì)高效的加工凸臺(tái)是渦輪機(jī)匣順利交付與否的源頭所在點(diǎn)，在實(shí)際的加工中，通過對(duì)所加工零件的夾具改進(jìn)，刀具選擇和加工路線的優(yōu)化等各方面的改進(jìn)改善，終于使這個(gè)加工的技術(shù)難點(diǎn)獲得突破性的進(jìn)展。下文就這一論點(diǎn)做詳細(xì)的論述。

1 夾具的改善

夾具改善前，夾具支靠零件的面的平面度有0.2 mm～0.3 mm，定位圓與零件需支靠的面也未清根，這就造成零件放到夾具里面之后，零件翹起，壓緊零件之后可能造成零件產(chǎn)生塑性變形，從而影響零件的加工精度，為了避免此種問題的發(fā)生，我們做了如下改進(jìn)：

（1）將夾具定位圓與支靠面底部清根。

（2）磨制夾具支靠零件面，平面度控制在0.005 mm以內(nèi)，從而保證零件加工時(shí)所需的“A”基準(zhǔn)（圖1）。

2 刀具及加工參數(shù)的優(yōu)化

渦輪機(jī)匣凸臺(tái)的面加工在最開始加工時(shí)用的是國(guó)產(chǎn)饟合金桿銑刀，切削量大，刀具磨損也很嚴(yán)重，刀具經(jīng)常磞刀，斷刃，加工精度自然也很難保證。經(jīng)過多次嘗試和改進(jìn)后，我們選擇裝刀片式的盤銑刀，粗加工選擇φ32的SECO盤銑刀盤，刀片選擇型號(hào)為XCKX 13T316R-ME10（經(jīng)試驗(yàn)此刀片做粗加工用性價(jià)比較好）；精加工我們選擇φ80的肯納合金盤銑刀，刀片型號(hào)為W1D1A XPHT160408。同時(shí)，對(duì)刀片的壽命做了詳細(xì)的規(guī)定，粗加工每加工兩個(gè)零件換一次刀刃，精加工每個(gè)零件換一次刀刃，這樣保證了即解決了我們刀具的問題，同時(shí)也保證了凸臺(tái)間的加工精度。

在切削參數(shù)方面我們也做了多次試驗(yàn)，不同的轉(zhuǎn)速，切深對(duì)應(yīng)的刀具壽命及零件變形量如下（表1）所示。我們可以看出，當(dāng)我們粗加工時(shí)轉(zhuǎn)速選擇260轉(zhuǎn)/分，切深為1mm時(shí)，我們所能達(dá)到的效果為最佳。精加工時(shí)轉(zhuǎn)速選擇300轉(zhuǎn)/分，切深為0.25mm時(shí)，我們所能達(dá)到的效果為最佳。

凸臺(tái)上孔的加工原來采用的是高速鋼鉆頭和不帶涂層的合金銑刀加工，實(shí)際的加工鉆頭極易磨損，燒傷零件，出現(xiàn)過銑刀無法將燒傷的孔加工起來的情況，且加工中零件質(zhì)量極不穩(wěn)定，返工率高，超差現(xiàn)象比較嚴(yán)重。現(xiàn)改為ETM公司的鉆頭、KENNA公司的銑刀粗銑，再加φ13+0.2 0的鏜刀精加工，這樣加工就非常順利，所有的尺寸全部一次性合格，打破原來“不是刀具加工零件，而是零件加工刀具”的現(xiàn)象。

選擇這樣的刀具看似增加了成本，但是透過表面現(xiàn)象來看，我們保證了零件質(zhì)量，避免了零件因質(zhì)量問題而出現(xiàn)的返工造成的機(jī)床和人力的巨大浪費(fèi)，綜合來講，我們的刀具性價(jià)比是很高，此類的刀具選擇也較為合理。

3 加工路線的調(diào)整

（1）改進(jìn)前的加工路線：粗銑凸臺(tái)面--精銑凸臺(tái)面--孔的粗加工--孔的精加工。

弊端：凸臺(tái)面加工完后，加工孔時(shí)，余量較多，鉆頭會(huì)有一個(gè)向下的壓力，在這刀具磨損不鋒利時(shí)，產(chǎn)生較大的切削力尤為明顯。由于本零件為薄壁機(jī)匣類零件，機(jī)匣壁很薄，凸臺(tái)面自然會(huì)產(chǎn)生一定的變形量，，零件發(fā)生加工變形后，影響凸臺(tái)面的位置度和角度。但此時(shí)的凸臺(tái)面已經(jīng)進(jìn)行完精加工，不再有材料余量切削，圖一中位置度尺寸①和傾斜度②就難以保證。

（2）改進(jìn)的加工路線：粗銑凸臺(tái)面--孔的粗加工--精銑凸臺(tái)面--孔的精加工。

效果：當(dāng)孔的粗加工完成后， 即使是臺(tái)面有微小變形，后面的精銑凸臺(tái)面也就修正過來，從而保證零件的加工精度。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)機(jī)匣凸臺(tái)加工而言，本文所論述的只是其中很微小的一部分，但很有針對(duì)性，對(duì)類似機(jī)匣凸臺(tái)的加工具有一定的參考意義，希望機(jī)械加工的同行們能多分享在實(shí)際生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)和心得，一起交流學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

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