整體盤槽一次拉削成型

朱穎+臧笑宇+范大宇+韓洪征

摘要：SPOOL306是法國SNECMA公司的鼓筒類零件，它的毛料為整體精化毛料（相當(dāng)于國產(chǎn)材料TC4），最大直徑為Φ732，零件整體高度為331mm，鼓筒的壁厚最小2mm。該轉(zhuǎn)包鼓筒件為整體毛料，它結(jié)構(gòu)上有三級燕尾槽，需在一次拉削下完成。作為大直徑薄壁件，它的整體剛性較差，加工中易變形。通過使用內(nèi)腔漲緊夾具，在拉削前找正零件，及通過在試件上調(diào)整優(yōu)化拉削參數(shù)，保證該件三級盤槽的中心距尺寸364-0.1，以及136個燕尾槽圓周均布±0.075等技術(shù)特性的要求。

關(guān)鍵詞：拉削 整體精化毛料 薄壁 燕尾槽 SPOOL

1 引言

本論文主要是從轉(zhuǎn)包大直徑鼓筒零件SPOOL306的三級槽的一次拉削入手，通過與相關(guān)國外同行業(yè)技術(shù)專家的一系列的技術(shù)交流，在生產(chǎn)實際中摸索總結(jié)了拉削調(diào)整規(guī)律及根據(jù)調(diào)整后的規(guī)律固化拉削程序，在拉削過程中針對此類大直徑薄壁零件易產(chǎn)生加工變形的特性，采用了內(nèi)腔漲緊夾具，通過該零件的拉削，為其他類似零件的整體一次拉削拓寬了思路，積累了拉削經(jīng)驗。

2 研究目標(biāo)

2.1 設(shè)計要求

該零件最大直徑為Φ732，整體高度為331mm，鼓筒的壁厚最小2mm。在該零件的外型面上分布有136個燕尾形榫槽， 均布要求為±0.075，此三級盤的槽，需一次拉削完成，同時保證90°±5′，垂直度0.10及中心距尺寸364-0.1，等技術(shù)要求。

2.2 零件類型

SPOOL306是CFM56-3飛機發(fā)動機N1類關(guān)鍵部件，它與我國傳統(tǒng)的鼓筒類零件加工工藝有很大不同，傳統(tǒng)的鼓筒制造工藝都是先加工各級單盤，盤上的燕尾槽均在單盤上加工完成，再通過焊接的方法將各級盤組合到一起。而SPOOL306它的毛料為整體精化毛料（材料為TC4），此結(jié)構(gòu)特點就要求三級燕尾槽必須一次拉削加工完成。

2.3 預(yù)期達到的技術(shù)、經(jīng)濟、質(zhì)量指標(biāo)

通過該種拉削工藝方法的研制與規(guī)律的摸索，使零件最終滿足設(shè)計圖紙和相關(guān)文件的要求，成功完成拉削參數(shù)及調(diào)整規(guī)律的固化，該項加工方法研制成功后，在很大程度上提高轉(zhuǎn)包產(chǎn)品的創(chuàng)匯額。

3 問題的提出及解決

3.1 問題的提出

我國傳統(tǒng)的鼓筒制造工藝都是先加工各級單盤，盤上留出焊接用的焊接工藝臺，再采用摩擦焊的焊接方法依次將各級盤組合到一起，各級盤上的燕尾槽均在單盤時進行拉削，單盤拉削相對難度較低，已有成熟的經(jīng)驗供借鑒。但該件的毛料為整體毛料，這就要求結(jié)構(gòu)上的三級軸向槽需要在一次拉削中完成。該件結(jié)構(gòu)上屬于大直徑薄壁零件，如何在一次拉削中同時保證三級槽的中心距364-0.1，的尺寸要求，及各級槽的軸向傾斜在垂直度0.10范圍內(nèi)，以及圓周±0.075的均布要求，一系列技術(shù)條件及尺寸要求是該課題的研究難點。

3.2 解決過程

對于該類大直徑薄壁零件的拉削，在拉削過程中不可避免要面對以下問題：在拉削過程中為了增加零件整體剛性和提高零件的減振能力，使用了內(nèi)腔漲緊夾具；為了保證零件拉削中漲緊狀態(tài)與零件分解后自由狀態(tài)時的尺寸特性盡量接近，在拉削前必須科學(xué)的找正及裝夾零件。

該零件使用的漲緊夾具，主要是放在將要拉削受力位置所對應(yīng)的零件的內(nèi)腔上，采用油壓漲緊，輕輕輔助支撐零件的內(nèi)壁，可以緩沖拉削中所受的壓力，整個結(jié)構(gòu)由2部分組成，分別支撐零件上、下內(nèi)腔，同時彌補零件懸臂的結(jié)構(gòu)弱勢，避免沉頭。

在拉削前裝夾零件時需要找正零件的Φ732外圓，保證零件找正圓周內(nèi)跳動不大于0.03，從而控制零件的旋轉(zhuǎn)中心與找正面的中心接近，后續(xù)鏜精密孔鏜完后，可以保證鏜孔的旋轉(zhuǎn)中心與拉槽時的旋轉(zhuǎn)中心盡量接近。

4 結(jié)果討論與分析

該拉削工序在數(shù)控拉床上進行，經(jīng)過幾批零件的拉削試驗，編制了數(shù)控拉削程序，

現(xiàn)有零件已經(jīng)使用三坐標(biāo)測量儀進行檢測中心距尺寸364-0.1，零件的中心距尺寸及其它技術(shù)條件已經(jīng)可以滿足設(shè)計圖紙的相應(yīng)要求。

5 結(jié)論

該零件作為大直徑薄壁鼓筒件，在拉削過程中，首先要研究的是減振問題，通過采用內(nèi)腔減振夾具，來控制拉削中的變形，提高零件整體剛性。經(jīng)過幾批零件的試制，找正及調(diào)整方法已固化，并且已經(jīng)將所用的拉槽程序優(yōu)化并用于批產(chǎn)零件的加工中。該拉削方法的研究，將使得我公司掌握世界先進發(fā)動機關(guān)鍵零部件的加工技術(shù)，在行業(yè)內(nèi)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。同時為我國其他型號發(fā)動機的制造，做好技術(shù)儲備，使鼓筒類零件加工技術(shù)水平，達到世界一流。

參考文獻：

史庭惠 拉削工藝 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社

樂悅謙 金屬切削刀具 機械工業(yè)出版社