螺旋銑削在壓氣機盤卡圈槽上的應用

田曉龍+于潔+祁俊軒+陳征+祝江

摘 要：壓氣機盤是某型發(fā)動機高壓壓氣機單元中的核心零件。隨著發(fā)動機的發(fā)展，新型的壓氣機盤卡圈槽結(jié)構(gòu)也日新月異。螺旋銑削是一種銑削的進刀方式，銑削的刀具軌跡呈螺旋形前進，屬于新型的編程走刀方式。多應用在零件壁薄且銑削余量大的零件銑削加工，例如：需要開槽、去大余量、容易變形等零件的銑削加工。而文章所研究零件應用卡圈槽的螺旋銑削加工，主要從提高加效率，減少零件變形，提高零件尺寸精度等方面進行研究。

關(guān)鍵詞：螺旋銑削；壓氣機盤；應用

1 壓氣機盤的結(jié)構(gòu)特點

（1）壓氣機盤是某型發(fā)動機高壓壓氣機單元中的核心零件，該零件具有新型的雙輻板結(jié)構(gòu)，零件中部有鼓式安裝結(jié)構(gòu)，并配有臺階形安裝孔，外緣處有燕尾形榫槽，榫槽的一側(cè)端面上有兩個對稱的卡圈槽結(jié)構(gòu)，該零件輻板厚度極薄，最薄處為1.9mm，前后共有四個安裝止口尺寸，尺寸公差嚴格最小為0.032。與榫槽相關(guān)的尺寸及技術(shù)條件有榫槽中心距離、榫槽扭角、輪廓度、對稱度等。

（2）零件卡圈槽結(jié)構(gòu)及加工難點。零件的卡圈槽位于零件榫槽端面一側(cè)，如圖1、圖2所示?？ㄈ敳恐睆綖棣?50，寬度8mm，槽深2mm。加工時，先由車床車加工完成部分結(jié)構(gòu)，再由銑床銑削切斷出卡圈槽的整個形貌，如圖2所示，由于零件的卡圈槽是由整圓的結(jié)構(gòu)由銑削加工切斷完成的，并且需在槽中央開6mm寬的槽，所以銑削時零件受力較大，極易導致輻板變形，對安裝止口直徑尺寸、輻板深度尺寸、榫槽相關(guān)尺寸及技術(shù)條件均有較大的影響，造成尺寸技術(shù)條件超差的情況，甚至會導致零件報廢。

由于以上幾個加工難點，在卡圈槽銑削加工時，就不能采用普通的直線銑削編程方式。避免銑削應力過大，造成零件變形及相關(guān)尺寸超差，并且還需要提高零件的加工效率，所以選擇螺旋銑削的方式來加工卡圈槽。既保證了零件尺寸的精度要求，又提高了加工效率。

2 螺旋銑削加工的應用

2.1 走刀軌跡的制定

螺旋銑削加工是基于傳統(tǒng)銑削加工而提出的新型的數(shù)控編程方式。該編程方法是針對銑削加工的二維編程，根據(jù)不同的零件材料，工藝人員將設計出不同切深的刀具的軌跡路線，選擇一定的切削方向，沿著切削方向走逆時針的圓弧進行切削，如圖3，圓弧的首尾與前進方向的軌跡相切，切出后，給出適當?shù)那猩钸M刀，然后再按照同樣的圓弧切入切出的方式進行切削，直至完成零件的加工。圓弧的大小根據(jù)被加工材料、尺寸大小和選擇刀具直徑大小來確定，選擇過大或者過小都會影響加工零件的質(zhì)量和效率。

2.2 R參數(shù)的應用

該零件的卡圈槽涉及尺寸較多，而且每個尺寸并不具有相同的基準，在前工序加工時，不能保證每個尺寸都在中差范圍內(nèi)。所以如果采用由同一基準對刀的方式來加工卡圈槽，勢必會造成不同的尺寸公差不同步，甚至容易出現(xiàn)個別尺寸超差現(xiàn)象。壓氣機盤在編制程序時，選用R參數(shù)編程，在加工時，根據(jù)零件具體基準位置的實際值，補償在程序設定對應的R參數(shù)，可以精準的將卡圈槽相關(guān)的尺寸全部加工合格。

3 程序編制及加工過程

程序編制過程：繪制零件中差余量圖-設定程序的原點-選擇刀具-設計走刀路線圖-選擇合適的加工參數(shù)-選擇坐標系-設定R參數(shù)-采點編制程序。

加工過程：裝夾零件-找正零件-配置對應的刀具-對刀-模擬程序-加工零件-測量零件。

在實際加工中，由于刀具的磨損和零件的讓刀使尺寸并不能完全在理想的范圍內(nèi)，需要累積數(shù)據(jù)，把差量補償?shù)絉參數(shù)中，把磨損量和讓刀量補償回來，完成完美合格的零件。

4 結(jié)束語

壓氣機盤卡圈槽在使用了螺旋銑削方式加工后，零件的質(zhì)量有了極大的提高，加工效率也有了明顯的改善。解決了壓氣機盤在卡圈槽加工完成后，零件變形嚴重，配合尺寸超差和零件多次返工等問題。攻克了新研制型號零件的加工難關(guān)，提升了新機研制的生產(chǎn)能力，為今后類似零件的加工打下了堅實的基礎(chǔ)，獲得了較大的效益。

參考文獻

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