軸承座封嚴(yán)環(huán)變形控制

（沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)性能的不斷提高，加上難加工材料的使用,在加工中如何控制變形，如何提高加工質(zhì)量就是此次攻關(guān)所要達(dá)到的要求，特別是壁厚為1.5mm的機(jī)匣加工，其變形量的控制更是機(jī)匣制造技術(shù)提升的關(guān)鍵。

經(jīng)分析，零件有如下加工難點(diǎn)：原工藝未及時(shí)消除由于車大余量而形成的切削應(yīng)力，后續(xù)加工，邊加工邊變形，很難控制，尤其第60工序噴涂Ag-Cu涂層后，由于溫度升高造成內(nèi)部應(yīng)力釋放，零件變形較嚴(yán)重，車涂層后放置一段時(shí)間，零件變形較大，經(jīng)常從外車間取回返修，給車間帶來不必要的麻煩及不良影響。通過重新調(diào)整工藝路線，在數(shù)控機(jī)床上加工，不斷的試驗(yàn)加工參數(shù)，摸索加工時(shí)的加工順序，試驗(yàn)出來比較合理的加工參數(shù)，已達(dá)到控制其變形，保證尺寸要求的目的，從而提高該重要件的加工質(zhì)量。

銑加工原采用通用的加工方法，現(xiàn)通過此次攻關(guān)調(diào)換加工設(shè)備，摸索一套新方法，盡量減小加工過程中的零件變形。

1 研究目標(biāo)

通過該課題的研究，掌握控制軸承座封嚴(yán)環(huán)變形的加工方法，盡量采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，調(diào)整各工序加工余量，提高加工效率，實(shí)現(xiàn)軸承座封嚴(yán)環(huán)薄壁零件的數(shù)控設(shè)備加工，開發(fā)數(shù)控機(jī)床加工潛能，提高零件加工質(zhì)量。為類似薄壁機(jī)匣制造技術(shù)的提升打下良好的基礎(chǔ)。措施：將精加工工序采用數(shù)控設(shè)備加工；調(diào)整加工余量及工藝路線使之適用于數(shù)控加工；優(yōu)化各工序數(shù)控程序并選擇合理的加工參數(shù)。

2 工藝

2.1 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及毛料選擇

從零件結(jié)構(gòu)上看，此機(jī)匣為精度較高的整體薄壁環(huán)形機(jī)匣；毛料為自由環(huán)形鍛件，外徑：Ф330+4-3mm，內(nèi)徑：Ф240+3-4mm，高度：94±5mm；毛料的利用率僅占5.27%，由于金屬去除量大，在加工中將產(chǎn)生較大的加工應(yīng)力，造成該件變形嚴(yán)重。

2.2 原工藝路線

為滿足零件的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)毛料的狀態(tài)及高溫合金的切削特點(diǎn)，軸承座封嚴(yán)環(huán)的主要工藝路線為：

5粗車端面及外圓→10粗車另一端 →15精車大端→20鉆 孔→25劃線→30銑型孔→35倒角去毛刺→40精車小端→45標(biāo)印→50洗滌→55中間檢驗(yàn)→60噴涂層→65車涂層→70洗滌→75最終檢驗(yàn).

從工藝路線上看，原軸承座封嚴(yán)環(huán)的工藝路線是按階段進(jìn)行劃分，分為粗加工——精加工，未考慮到毛料為自由鍛件，加工余量大，在工藝中無消除機(jī)加應(yīng)力措施，而且精加工余量大，零件加工過程中極易變形，不能保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)、工藝薄弱點(diǎn)及其解決措施

由于該零件壁厚僅有1.5mm，粗車后直接進(jìn)行精加工，加工后零件極易變形，因此需安排一次穩(wěn)定處理，穩(wěn)定處理安排的位置是在零件的粗車后和細(xì)車前，目的是為更好地消除機(jī)械加工所產(chǎn)生的應(yīng)力，數(shù)控車時(shí)需調(diào)整參數(shù)，以便減小零件變形；銑加工、鉆孔調(diào)整切削路徑，由于同時(shí)加工槽及孔，很難保證該技術(shù)要求，通過控制槽、孔的加工順序以保證滿足技術(shù)要求。重新調(diào)整工藝路線及各車工序的余量分布。

2.4 調(diào)整工藝路線，新工藝路線

5粗車端面及外圓→10粗車另一端→12細(xì)車大端→13穩(wěn)定處理→14修基準(zhǔn)→15精車大端→20鉆孔→25劃線→30銑型孔→35倒角去毛刺→40精車小端→45標(biāo)印→50洗滌→55中間檢驗(yàn)→60噴涂層→65車涂層→70洗滌→75最終檢驗(yàn)

新舊工藝路線的不同點(diǎn)：增加了穩(wěn)定處理、修基準(zhǔn)及細(xì)車工序。

原工藝：（1）粗車共2道工序，粗車后余量較大且不均勻。（2）無去除機(jī)加工應(yīng)力措施。

新工藝：（1）將車加工余量進(jìn)行調(diào)整，使其均勻適合數(shù)控加工。（2）增加穩(wěn)定處理及細(xì)車工序。

2.5 試驗(yàn)加工

穩(wěn)定處理后的修基準(zhǔn)工序是減少機(jī)匣變形的關(guān)鍵之一。此工序的關(guān)鍵是保證機(jī)匣在自由狀態(tài)下小端面的平面度≤0.05 mm，因該表面是后續(xù)細(xì)車和精車的基準(zhǔn)，為保證工序中平面度的要求，在壓緊零件前用塞尺或銅皮墊底面——消除定位基準(zhǔn)不平對(duì)機(jī)匣產(chǎn)生的變形，加工過程中在小端面還有0.2～0.3mm左右余時(shí)，將壓板輕輕松開，再擰緊，把剩余的0.2～0.3mm余量去掉，這樣可保證機(jī)匣在基準(zhǔn)修復(fù)后自由狀態(tài)下有較好的平面度。

3 結(jié)果討論與分析

通過采取措施，軸承座封嚴(yán)環(huán)的加工變形有了較大的改善，由原來的圓跳0.6，改進(jìn)為圓跳0.2，達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，根據(jù)本次試驗(yàn)加工的結(jié)果，我們初步可以得到一個(gè)量化的概念，這為設(shè)計(jì)部門和我們工藝部門提供了較為可靠的依據(jù)。

結(jié)語

此次攻關(guān)項(xiàng)目的開展，不但使零件的加工質(zhì)量有了明顯的提高，而且培養(yǎng)了技術(shù)人員在今后編制工藝規(guī)程時(shí)控制零件變形方法的掌握。通過此次課題研究，并根據(jù)零件剛性的變化，我們基本確立了數(shù)控加工的工藝參數(shù)，同時(shí)也滿足了零件的質(zhì)量要求，也為此類零件的深入研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

［1］《透平機(jī)械現(xiàn)代制造技術(shù)叢書》編委會(huì).機(jī)匣制造技術(shù)[M].北京：科技出版社，2002.

［2］李滬曾，趙衛(wèi)華，王逸，等.高速切削加工在我國模具制造中的應(yīng)用推廣[J].模具工程，2005，49（04）：20.

［3］劉站強(qiáng).高速切削技術(shù)研究與應(yīng)用[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2001.