某低壓機(jī)匣變形控制

陳亞莉+楊平+呂曉丹+劉俠

摘 要：某低壓機(jī)匣為大直徑薄壁零件，材料為高溫合金。該零件總高尺寸99.2±0.1實(shí)測加工值為99.4mm～99.6mm，超差0.1mm～0.3mm，超差情況較嚴(yán)重。本文通過對各工序加工后的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定致使零件變形的工序，找出零件變形的原因并對該工序的加工方法進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，成功地解決了該零件的變形問題，上述超差尺寸均合格，大大提高了該零件的交付質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高溫合金；變形控制；提高質(zhì)量

中圖分類號：V263 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0. 引言

某低壓機(jī)匣為大直徑薄壁零件，殼體壁厚1.5mm，材料為高溫合金。該零件超差情況較嚴(yán)重，還有多個軸向尺寸也存在超差情況，嚴(yán)重影響了該零件的交付質(zhì)量。這些超差尺寸是在精車工序形成的，在該工序加工完成后測量上述超差尺寸均合格，這說明這些尺寸的超差是在后續(xù)加工工序中零件變形造成的而非加工超差，所以要想上述超差尺寸合格就必須控制該零件在后續(xù)工序中的變形，變形控制已經(jīng)成為該零件合格交付的關(guān)鍵所在。

1.原因分析

想控制零件變形首先要找到零件變形的真正原因。為了分析零件變形的原因，首先要收集零件在各工序加工后的數(shù)據(jù)，以了解零件在加工過程中的變形過程。以7件零件為研究對象，收集數(shù)據(jù)見表1。

從圖表中可以看出99.2±0.1這個尺寸在50工序精車小端形成，該尺寸在50工序精車小端、65工序鏜斜孔后均合格，說明后端安裝邊變形量很小，說明銑花邊工序是安裝邊產(chǎn)生變形的原因。

圖1是針對銑花邊工序零件加工時的受力分析。零件安裝邊變形趨勢如紅色箭頭方向，經(jīng)過對加工過程的分析，有兩個因素和安裝邊翹起變形有關(guān)。第一個因素是安裝邊轉(zhuǎn)接處比較單薄，當(dāng)安裝邊外側(cè)受力過大時，轉(zhuǎn)接處強(qiáng)度不夠安裝邊易翹起變形；第二個因素是銑刀沿花邊輪廓銑加工零件時，銑刀側(cè)刃施加給零件較大旋轉(zhuǎn)力導(dǎo)致零件翹起變形。

2.優(yōu)化措施

首先，針對安裝邊轉(zhuǎn)接部位單薄問題采取的措施是增大轉(zhuǎn)接部位R值。零件轉(zhuǎn)接R要求R2±0.5，過去零件一直按中差R2進(jìn)行加工，為了增加轉(zhuǎn)接處強(qiáng)度，將此處R值增加至R2.5。其次，采用鉆頭先去除花邊凹槽部位余量，再用銑刀沿輪廓銑削零件，此時銑刀銑削余量大大減少，施加給零件向上旋轉(zhuǎn)力也減小了很多，有利于零件安裝邊的變形控制。

經(jīng)過優(yōu)化后的零件加工6個零件在銑花邊工序加工完后總高尺寸均合格，將零件放在機(jī)床上打表檢測，零件大端安裝邊跳動均小于0.05mm。這些數(shù)據(jù)說明之前對零件安裝邊翹起變形原因的分析是正確的，采取的措施是有效的，攻關(guān)成功。

結(jié)語

通過對此問題的研究，該低壓機(jī)匣大端安裝邊平面跳動可以控制在0.05mm以內(nèi)，指標(biāo)尺寸99.2±0.1全部合格，從根本上解決了零件大端安裝邊翹起變形的問題，提高了零件的交付質(zhì)量。

此種花邊結(jié)構(gòu)在其他機(jī)匣零件中也經(jīng)常使用，這種結(jié)構(gòu)的加工方法表面上看起來很簡單，采用合適的銑刀沿輪廓銑削加工即可加工出花邊輪廓，但這種加工方式?jīng)]有考慮到加工應(yīng)力對零件的影響，從而造成加工零件受力變形，影響零件交付質(zhì)量。如果想加工出合格的零件就必須了解零件加工過程中的受力情況，通過調(diào)節(jié)零件受力的大小和方向減小或消除零件變形，保證零件質(zhì)量。

機(jī)匣零件安裝邊花邊無變形加工方法在應(yīng)用過程中要注意以下幾個方面的問題：第一，增加安裝邊轉(zhuǎn)接部位的R值一定要在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下增加，要了解此處轉(zhuǎn)接R是否和相配零件干涉，增大后的轉(zhuǎn)角不能影響零件的后續(xù)加工或正常使用；第二，在安裝邊花邊凹槽部位鉆孔要保證整圓，要根據(jù)凹槽的大小合理選擇鉆孔的大小，必要時可以增加孔的個數(shù)來增大去除材料面積，多孔時要注意孔和孔之間要留有一定距離，一般0.2min最好，同時要注意孔與零件安裝邊邊緣要留有一定距離一般0.2min，完整孔的加工能夠發(fā)揮鉆頭的優(yōu)勢，如果加工孔不是完整圓，鉆頭在鉆削過程中會由于余量不均而受力不均，極易造成鉆頭的破損。另外，鉆孔一定要距離花邊凹槽邊緣留有余量，一般0.3min為宜，用來光整花邊表面粗糙度。相信這種加工方法的應(yīng)用可以有效減小薄壁零件的加工變形，提高零件的交付質(zhì)量。

致使薄壁環(huán)形機(jī)匣變形的原因有很多，除了機(jī)械加工應(yīng)力會導(dǎo)致零件變形，熱處理殘余應(yīng)力、焊接殘余應(yīng)力等都可能造成薄壁零件的變形，這就要求我們在解決零件變形問題的時候一定要找準(zhǔn)零件變形的真正原因，對癥下藥才能藥到病除。薄壁機(jī)匣的變形問題依然是我們從事機(jī)械加工人員最需要研究和解決的問題之一。

參考文獻(xiàn)

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