芻議軸承安裝座薄壁件變形質量控制

姜全營 鄧 昶 張成武 王芳琦

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

1 概述

軸承安裝座是一個復雜結構的大型薄壁零件，不僅尺寸精度、形位公差要求極高，針對大端面、內孔變形問題，從零件結構入手，以便找到影響大端面、內孔加工變形的因素。

自制精車兩端內孔的夾具，改變以往的定位夾緊方式，在確保零件基準不變形的情況下，來滿足內孔對大外圓的同軸度要求。將內孔留余量，在銑加工環槽應力釋放后，再精加工內孔，使內孔變形得到有效的控制，保證加工的零件符合圖紙要求。

2 零件結構特點及加工注意事項

2.1 設計圖紙分析

軸承安裝座是某機上機匣結構部分的重要零件，毛料為精鑄件，材料為鑄造鈦合金，同軸度為0.03mm，總長X5mm，φ6+0.012定位孔對基準 A（φX48+0.12+0.08）的位置度為 0.05mm。大外圓端面的X9-φ9mm和小端面的X7-φ6.3螺紋底孔對基準的位置度為0.2mm（見圖1）。

圖1 軸承安裝座零件圖

2.2 鈦合金的切削加工特點及加工中的注意事項

2.2.1 加工特點

刀具容易磨損或破損，切削溫度高，黏刀現象嚴重。鈦合金零件毛坯表面，如有氧化皮，其硬度很高，切削困難，將嚴重損傷刀具，產生缺口，崩刃等現象。由于鈦合金的彈性模量小，被加工零件容易產生較大變形、扭曲，不易保證加工精度。

2.2.2 加工中的注意事項

禁止使用低熔點金屬及其合金制作的工、夾具臨時緊固體。加工后的鈦合金零件表面不允許殘留低熔點合金。

與鈦合金接觸的工、夾具或其他裝置必須潔凈無污垢,裝卸清洗過的和涂有保護層鈦合金零件時，要防止油脂或指印污染，以免生成鹽應力腐蝕，使鈦合金零件斷裂。

3 加工中存在的問題

№50工序精車第一面內外圓時,所用夾具是以內孔（фX28）及其端面為定位基準并支撐大端面。加工時先壓緊小端面,精車大端面及外圓фX88，然后再壓緊大端面后松開小端壓板，精車фX40內孔及端面（見圖2），加工后內孔橢圓尺寸超差。

№55工序精車第二面內外圓及螺紋時，所用夾具是以內孔（фX40）及其端面為定位基準并支撐大端面。加工時先壓緊小端面，精車另一側大端面及外圓фX48，然后再壓緊大端面后松開小端壓板，精車фX30內孔及端面（見圖3），加工后大端面變形、內孔橢圓、內孔尺寸及軸向尺寸X2-0.1超差。

在加工№90工序銑環槽后應力釋放，使大端面及內孔產生變形，造成內孔尺寸及軸向尺寸超差。

在加工№60工序鉆鉸第一面孔時，X9-ф9孔是在三坐標加工中心上進行的，所用夾具是以大端面及外圓和ф6孔定位并壓緊大端面。加工后經檢測孔的位置度，超差現象時有發生。

圖2 №50工序精車第一面內外圓

圖3 №55工序精車第二面內外圓及螺紋

4 解決措施

根據以上加工中存在的問題，并找出了產生問題的原因。通過反復分析研究制定如下解決措施：

4.1 制定合理的工藝路線

原工藝路線為：

（以前工序略）……№40工序半精車第一面內外圓→№45工序半精車第二面內外圓→№50工序精車第一面內外圓→№55工序精車第二面內外圓及螺紋→№60工序鉆鉸第一面孔及螺紋→№65工序鉆鉸第二面孔及螺紋……№90工序銑環槽……（以后工序略）。

根據原工藝路線加工中產生的尺寸和技術條件超差的問題，將工藝路線進行了調整，將№90工序銑環槽調整到半精車之后進行，以便消除銑加工后應力變形對內孔、端面的影響。將限位狀態壓緊變形加工內孔的情況改為將兩端內孔留余量0.3mm，在增加的№66、67工序中再進行精車內孔。

調整后的工藝路線為：

（以前工序略）……№40工序半精車第一面內外圓→№43工序銑環槽→№45工序半精車第二面內外圓→№50工序精車第一面內外圓→№55工序精車第二面內外圓及螺紋→№60工序鉆鉸第一面孔及螺紋→№65工序鉆鉸第二面孔及螺紋→№66工序精車一端內孔→№67工序精車另一端內孔……（以后工序略）

4.2 采用正確的加工方式

通過調整輔助支撐螺釘，并進行壓表檢查以保證大端面跳動量的一致性，這樣通過減小零件在加工中振動來控制大端面的加工變形。加工一刀后，松開螺釘再重新進行調整。經過3-4刀加工后，端面的變形已控制在最小的范圍，使軸向尺寸符合圖紙要求。

4.3 自制簡易工裝

改變工藝路線后，在№50和№55工序分別將фX30、фX40內孔留余量0.3mm。為此自制精車夾具改變零件定位夾緊方式分別在新增加的№66和№67工序精車兩內孔（見圖4和圖5）。

4.4 工序調整

將90工序銑加工環槽提前至40-45工序之間進行加工，以解決銑加工后內孔外圓及端面變形的問題。

圖4 №66工序精車精車一端內孔

圖5 №67工序精車精車另一端內孔

結論

通過反復的分析和研究，制定了合理的工藝路線和加工方法，解決了該零件的內孔、端面加工變形的問題。證明了此工藝方案的合理性、可行性，也為今后加工同類零件積累了經驗。此次攻關雖然取得了一些成績，但還要不斷的總結、改進和提高，為今后薄壁件的研制工作起到一個好的借鑒作用。

[1] 《機械制造工藝學》北京航空航天大學出版社[Z].

[2] 《機械基礎》湖南科學技術出版社[Z].

[3] 《車工技能》航空工業出版社[Z].

[4] 《機械制造技術》北京機械工業出版社[Z].

[5] 《車工技術》國防工業出版社[Z].