淺談某機(jī)白銅環(huán)加工工藝方法

方連軍 高獻(xiàn)娟

摘 要：白銅環(huán)零件是三、四代發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪部分的部件之一，以往加工中存在嚴(yán)重的變形，不能滿足釬焊的質(zhì)量要求，零件的返工率高，為解決零件加工過(guò)程中的瓶頸，提高零件的加工質(zhì)量和加工效率，通過(guò)重新梳理零件加工路線，優(yōu)化加工方法，設(shè)計(jì)專用的車(chē)加工夾具，零件的返修率由80%降低至0，大大提高了零件的加工質(zhì)量，為后續(xù)零件的加工提供了保障。

關(guān)鍵詞：白銅環(huán) 變形 工藝改進(jìn) 加工效率 加工質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：TG45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）05（c）-0057-02

白銅環(huán)零件是三、四代發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪部分的部件之一，主要釬焊于低壓渦輪導(dǎo)向器等部件內(nèi)，用于加工封嚴(yán)壁齒。零件加工過(guò)程中變形嚴(yán)重，由于一個(gè)整環(huán)加工后分成4瓣，其中一瓣報(bào)廢，這就造成不同批次的零件在組合件中組成一個(gè)封閉的環(huán)，由于各不同環(huán)瓣的公差不完全一致，在組合件釬焊時(shí)，零件的返修報(bào)廢率極高，延誤生產(chǎn)周期，急待解決[1-3]。

1 設(shè)計(jì)要求

某機(jī)的白銅環(huán)零件如圖1所示，是直徑220～420的環(huán)形零件，設(shè)計(jì)允許分瓣加工，為方便后續(xù)的釬焊，工藝中將零件分為4瓣組成一個(gè)零件，由于釬焊的要求，零件4瓣歸圓后，直徑尺寸公差控制在0.2以內(nèi)，內(nèi)外徑的互差0.1以內(nèi)，4瓣零件中不允許存在焊縫。因此將一個(gè)整環(huán)進(jìn)行線切割4瓣后，帶焊縫的一瓣將報(bào)廢無(wú)法使用，為保證零件的整圓必須將不同的瓣組成一臺(tái)份的零件。因?yàn)榘足~環(huán)的強(qiáng)度較低，零件容易變形，要保證不同的環(huán)加工出的瓣尺寸的一致性是零件加工的主要關(guān)鍵問(wèn)題。

2 加工零件以來(lái)存在的主要問(wèn)題

至零件加工以來(lái)，主要存在以下設(shè)計(jì)、工藝、加工等技術(shù)問(wèn)題。

（1）零件強(qiáng)度低，加工后厚度不均。

（2）線切割后報(bào)廢率高。

（3）焊縫處焊接變形嚴(yán)重。

3 工藝分析及優(yōu)化改進(jìn)

針對(duì)以上問(wèn)題，從可能影響零件的所有方面進(jìn)行逐一排查，進(jìn)行工藝、工裝、焊接參數(shù)等一系列的改進(jìn)和優(yōu)化。

3.1 白銅環(huán)材料與零件類(lèi)型分析

白銅的材料牌號(hào)B-19，是銅鎳二元合金，在各種腐蝕介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性良好。合金具有足夠的塑性，可以滿意地進(jìn)行冷、熱加工。白銅環(huán)一般是渦輪導(dǎo)向器內(nèi)的封嚴(yán)壁齒，由板材或鍛件扇型塊釬焊至高溫合金中。在組合件中加工成封嚴(yán)壁齒。零件的強(qiáng)度較低，容易變形，加工質(zhì)量較高。

3.2 設(shè)備

所用到的主要設(shè)備有：氬弧焊機(jī)MILER-350、普通臥車(chē)CA6140、激光切割機(jī)線切割機(jī)等。

3.3 工藝

3.3.1 原主要的工藝流程

工藝中采用厚板成型焊接的方式，采用10 mm厚板成形，成形后采用板料切條的焊絲進(jìn)行氬弧焊接。焊接后在滾床上校正零件的圓度不大于1.0。用四爪卡盤(pán)，車(chē)加工端面及外圓，在花盤(pán)上車(chē)加工內(nèi)圓，在四爪卡盤(pán)上車(chē)加工另一端面

粗加工端面及基準(zhǔn)，在焊縫位置鉆φ4孔，用于區(qū)別此處有焊縫，加工外徑，加工內(nèi)徑，保證零件的厚度要求；加工另一端面保證高度尺寸；線切割將零件分為4瓣，修整后提交半成品庫(kù)，因?yàn)槊總€(gè)零件只能出3瓣，所以每次投料未必是整臺(tái)份，為避免浪費(fèi)，增加入庫(kù)工序。按生產(chǎn)計(jì)劃零件修配配臺(tái)，設(shè)計(jì)制造模擬組件裝配的零件，挑選配臺(tái)，捆綁周轉(zhuǎn)。以達(dá)到組件釬焊的要求。

3.3.2 工藝加工過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

（1）零件的強(qiáng)度低，在加工中各環(huán)的差異大，各環(huán)形件在切瓣后，帶焊縫的1/4瓣報(bào)廢，在組合時(shí)，由不同環(huán)上各瓣組成1個(gè)整環(huán)進(jìn)行釬焊，由于厚度不均勻造成返修和報(bào)廢。

（2）零件整環(huán)車(chē)加工后，用線切割切成4瓣，焊縫部位報(bào)廢，由于車(chē)加工后零件的焊縫不明顯，無(wú)法正確辨認(rèn)。

（3）零件分瓣后，1瓣報(bào)廢，由于來(lái)料等原因，不能保證按臺(tái)份投產(chǎn)，往往造成不必要的報(bào)廢。

3.3.3 工藝優(yōu)化

針對(duì)以上分析，影響零件報(bào)廢和返修的主要原因是零件車(chē)加工時(shí)各環(huán)尺寸不一致，由于白銅材料的強(qiáng)度不高，零件容易變形，四爪卡盤(pán)的二次裝夾，無(wú)法精確找正。針對(duì)以上的分析采取以下技術(shù)方案。

（1）對(duì)于零件車(chē)加工后焊縫位置無(wú)法明顯辨認(rèn)，在工藝中增加防錯(cuò)措施，在零件焊接完成后，增加鉆孔工序，在焊縫位置鉆φ4小孔，零件完成車(chē)加工，線切割切成4瓣，將帶孔的位置報(bào)廢，辨認(rèn)明顯，達(dá)到防錯(cuò)效果。

（2）零件用三爪卡盤(pán)車(chē)加工外圓及內(nèi)圓，零件存在二次找正，由于零件的強(qiáng)度不高，車(chē)加工后零件的厚度不均勻，調(diào)整工藝，先加工工藝基準(zhǔn)臺(tái)階，自由狀態(tài)下零件一次找正加工內(nèi)外圓，提高各零件加工尺寸的一致性。

（3）針對(duì)生產(chǎn)整臺(tái)交付的問(wèn)題，將原工藝規(guī)程分為下料及裝配兩本工藝，即按下料工藝規(guī)程加工的零件按瓣入本單位半成品庫(kù)，裝配工藝零件后，模擬零件的裝配情況進(jìn)行零件選配后捆綁周轉(zhuǎn)，按臺(tái)份入成品庫(kù)房。

4 零件加工

通過(guò)工藝的優(yōu)化調(diào)整，確定了合理的工藝路線及加工方法。實(shí)現(xiàn)了自由狀態(tài)加工，減少了零件后續(xù)裝配及焊接的應(yīng)力。通過(guò)試驗(yàn)加工，完成了3個(gè)零號(hào)，平均4臺(tái)份零件的加工，零件合格率100%，無(wú)返修及報(bào)廢。大大提高了零件的加工質(zhì)量，減少了零件的返修。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的工藝優(yōu)化，工藝方法可行、有效，提高了白銅環(huán)零件的制造質(zhì)量，提高了零件的一致性，達(dá)到零件合格率100%，無(wú)返修及報(bào)廢，達(dá)到了精益制造的目的，為類(lèi)似零件的加工制造提供了一套合理優(yōu)化的工藝路線及加工方法。實(shí)現(xiàn)了“自由狀態(tài)無(wú)應(yīng)力加工”的理念。

參考文獻(xiàn)

[1] 孔慶吉，杜靜，曲伸，等.發(fā)動(dòng)機(jī)白銅蓖齒封嚴(yán)環(huán)結(jié)構(gòu)釬焊技術(shù)[J].第十五屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第13分會(huì)場(chǎng)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集.2013.

[2] 孔慶吉，桓恒，劉杰，等.發(fā)動(dòng)機(jī)白銅氣封鑲塊薄壁結(jié)構(gòu)的釬焊[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（21）：138.

[3] 林發(fā)仙，王建榮，翟輝，等.白銅封嚴(yán)篦齒環(huán)真空釬焊工藝[J].焊接，2016（3）：65-68.