深腔盤件加工技術(shù)的研究

時 旭　于 潔　鄭琪然（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，遼寧　沈陽　110043）

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深腔盤件加工技術(shù)的研究

時 旭于 潔鄭琪然
（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，遼寧沈陽110043）

摘要：深腔盤件，材料為高溫合金，該工件有懸臂輻板結(jié)構(gòu)，且在輻板與工件安裝邊處形成一個狹窄深內(nèi)腔，壁薄易變形，幅板壁厚僅3.3mm，尺寸及技術(shù)條件要求嚴，加工難以保證。因此，在工藝路線和刀具的選擇、加工參數(shù)上采取一定的措施，進行深腔盤件加工試驗，選擇合適的工藝路線、切削刀具、切削參數(shù)，加工的工件滿足了設(shè)計要求，為類似盤類工件加工時提供了可借鑒的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：深腔盤件；加工；刀具；切削參數(shù)

工件材料為高溫合金，該件屬于深腔薄壁懸臂結(jié)構(gòu)，壁薄剛性差，加工時易變形。通過對該工件的圖紙分析，從工藝路線、刀具結(jié)構(gòu)、切削用量等方面進行研究，加工的工件滿足了設(shè)計要求，可在同類工件上推廣應(yīng)用，為類似盤類工件加工時提供了可借鑒的經(jīng)驗。

1 制定工藝前準備

1.1 工件難點分析

深腔盤材料為高溫合金，屬于深腔薄壁懸臂結(jié)構(gòu)工件，尺寸公差及技術(shù)條件要求嚴格，技術(shù)條件大多數(shù)在0.01mm～0.03 mm，加工工藝性差，易變形。在加工過程中薄壁輻板的防變形和深腔的加工測量是加工難點。

1.2 材料切削加工性

材料為高溫合金，屬難加工材料，切削加工性差，加工效率低，刀具磨損大。高溫合金切削加工中的注意事項如下：

（1）對所有加工方法，要求機床有足夠的功率、剛性大的工藝系統(tǒng)，加工過程平穩(wěn)，保持良好的工作狀態(tài)。

（2）對所有的切削加工工序，都要求均勻的機械進給，避免手動進給。在切削過程中，不允許刀具中途停頓，不進不退。切削過程結(jié)束，立即退刀，以免加劇刀具磨損。

（3）要求刀具鋒利，一般情況下宜選取較小正前角，較大后角，較大工作主偏角。高速鋼或硬質(zhì)合金刀具，都必須經(jīng) 過仔細刃磨，保持刀具較好的表面粗糙度，不允許刃口有任何崩刃、缺口、裂紋和毛刺。

（4）選用硬質(zhì)合金刀具材料時，應(yīng)注意合金顆粒的大小，顆粒越小，刀具壽命越高，抗邊界磨損的能力越大。對于粗加工，斷續(xù)切削或容易產(chǎn)生振動的加工工序，宜采用中等顆粒或含量較高的超細顆粒硬質(zhì)合金；重切削加工，宜選用含鉭的硬質(zhì)合金。

連續(xù)切削時，應(yīng)采用硬質(zhì)合金刀具，只有在切削斷續(xù)表面和復(fù)雜型面時，才選用高速鋼刀具。

（5）對于重要的工件，特別是最終形成表面的工序，必須考慮切削過程對表面完整性的影響，如限制后刀面磨損帶，及時刃磨等。

（6）內(nèi)外圓縱磨，特別是最終磨削加工，宜采用較軟而自礪性較好的砂輪；適當降低砂輪速度；減小徑向進給；采用高活性的切削液噴注以減輕砂輪堵塞。有條件時，可采用低應(yīng)力磨削。

（7）切削用量選擇十分重要，一般選用較低的切削速度，較大的切削深度和中等偏小的走刀量，盡可能在加工硬化層下切削。

（8）應(yīng)選擇適當?shù)睦鋮s液，鎳基高溫合金不宜采用含硫的切削液，以避免造成應(yīng)刀腐蝕，加冷卻液時應(yīng)考慮充分冷卻并不間斷。

高溫合金材料難加工，而高溫合金制作的深腔薄壁盤件，更難以保證其高精度的要求。

2 工藝方法的確定及加工

2.1 加工工藝路線的制定

根據(jù)工件的設(shè)計圖及毛料圖來確定工件的工藝路線。深腔盤來料為未經(jīng)過加工的固溶狀態(tài)的鍛件，因此在超聲波探傷之前安排粗車工序，使粗糙度達到超聲波探傷要求，在去除大部分余量后，安排時效工序來保證設(shè)計圖要求的硬度。輻板厚度由于是由理論直徑控制的理論點無法直接測量，因此在加工中需要用該盤件總厚度與兩側(cè)輻板對應(yīng)深度來保證工件輻板最終要求，因此在精車兩側(cè)面前先將深腔盤兩端面車加工到位并保證平面度，以此作為精車輻板深度的基準，使工件加工合格，保證工件最終尺寸和技術(shù)條件。

2.2 工件的加工

半精加工中，敞開性好的第二面大輻板采用陶瓷刀片進行加工，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時提高了生產(chǎn)效率；而第一面安裝邊與輻板形成的深內(nèi)腔則使用專用刀具完成加工。

在精車加工過程中，使用專用夾具，即利用外圓處定位，兩型面使用一套夾具即可。第一面深內(nèi)腔是加工難點，輻板下部使用常規(guī)的球刀，輻板上部即腔內(nèi)部使用專用的非標刀具，安裝邊使用直柄刀具，輻板的接刀位置在安裝邊直徑附近，而內(nèi)腔深處與安裝邊兩把刀具接刀在工件自然結(jié)構(gòu)的拐角處，無接刀痕跡。工件為高溫合金，選用合適的加工參數(shù)，特別是深內(nèi)腔處，刀具與工件接觸面積較大，容易產(chǎn)生振紋，所以在內(nèi)腔處降低工件進給量和減小切深，來保證工件內(nèi)腔表面的加工質(zhì)量。

結(jié)語

經(jīng)過對深腔盤件加工技術(shù)的研究，加工的工件合格，滿足了圖紙要求，證明選擇的工藝路線、工藝方法、切削刀具、切削參數(shù)等可行，為今后類似結(jié)構(gòu)的深腔盤類件加工提供了可以借鑒的加工經(jīng)驗，可在類似工件上推廣應(yīng)用。

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