燃?xì)廨啓C(jī)錐筒加工工藝研究

董生權(quán)

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司 工藝處，哈爾濱150046）

1 燃?xì)廨啓C(jī)介紹

燃?xì)廨啓C(jī)源出于航空發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種高端的機(jī)電產(chǎn)品。燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，往往代表該國(guó)家制造業(yè)的發(fā)展水平。

2 錐筒的結(jié)構(gòu)及加工工藝

2.1 錐筒結(jié)構(gòu)

本文介紹的錐筒是燃?xì)廨啓C(jī)核心部件燃燒室的主要構(gòu)成部件，由于錐筒需要承受1100℃的高溫，因此錐筒材料采用的是高溫合金，同時(shí)為了減少高溫對(duì)錐筒機(jī)體的破壞，在錐筒周身加工65 個(gè)φ1.2mm 孔，使錐筒機(jī)體表面形成一層薄薄的氣體冷卻膜，大大地降低了機(jī)體溫度。其結(jié)構(gòu)如圖1。

錐筒是由1.5mm高溫合金板卷制，再用氬弧焊對(duì)接焊合，通過(guò)壓型得到此結(jié)構(gòu)。由于壓型存在一定誤差，在錐筒左右兩端（如圖所示）需要留有一定的余量，再通過(guò)機(jī)械加工方式去除余量，才能得到一個(gè)合格的產(chǎn)品。由于錐筒具有薄壁（1.5mm 厚）、難加工（材質(zhì)為高溫合金）、難裝夾（裝夾變形）、基準(zhǔn)難確定等特點(diǎn)，使得成型后錐筒端面加工工作異常困難。

圖1 錐筒結(jié)構(gòu)

2.2 錐筒加工工藝

針對(duì)錐筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，除兩個(gè)端面安排在車床加工外，還需要進(jìn)行如下幾項(xiàng)工作：

（1）高溫合金加工參數(shù)選擇稍有不當(dāng)，會(huì)使工件表面產(chǎn)生微裂，因此需要對(duì)此種高溫合金車削參數(shù)進(jìn)行摸索試驗(yàn)。

（2）由于工件壁薄，無(wú)法直接進(jìn)行裝夾，同時(shí)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)基準(zhǔn)在兩個(gè)R2.5 處，無(wú)法直接通過(guò)測(cè)量得到相關(guān)尺寸，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)專業(yè)夾具，既可進(jìn)行裝夾又可以定位基準(zhǔn)，以保證生產(chǎn)制造。

通過(guò)大量試驗(yàn)反復(fù)調(diào)試，最終確定了工藝參數(shù)。在該加工參數(shù)下進(jìn)行加工，經(jīng)過(guò)熒光探傷確定工件表面無(wú)裂紋存在，確保了產(chǎn)品質(zhì)量，而且工件表面粗糙度能達(dá)到Ra6.3 以下，刀具磨損情況也不嚴(yán)重。經(jīng)過(guò)熒光探傷，確定表面無(wú)裂紋存在，證明選用的加工參數(shù)是合理的，具體參數(shù)如表1。

圖2 為工裝的主要結(jié)構(gòu)：4 個(gè)脹塊8 為整圓加工出來(lái)，加工過(guò)程中嚴(yán)格控制加工精度，尤其是R 定位處到下端面的尺寸精度，只有此處精度控制準(zhǔn)確，工裝才能正確。在加工后通過(guò)樣板進(jìn)行檢驗(yàn)合格后，再將其加工成4部分，每一部分都在87°，這樣在4 部分合攏時(shí)錐筒能夠順利裝入。工裝裝配時(shí)要求圓板1 平面與4 個(gè)脹塊的下平面平行度在0.02mm 之內(nèi)，圓板的圓度與4 個(gè)脹塊脹開(kāi)時(shí)同心度在0.02mm 之內(nèi)。使用時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺母4 向下施加壓力帶動(dòng)錐體5 下落使脹塊脹開(kāi)，錐體5 下降到理論尺寸（即錐筒的理論圓度）螺母4 不能再向下旋轉(zhuǎn)，錐體5不再下降，錐筒被脹塊脹開(kāi)脹圓達(dá)到圖紙要求。而脹塊的定位部位即工件錐筒的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，脹塊端面距離圓板1 距離設(shè)定，臥式車床裝夾住工裝圓板，按工裝找好圓跳動(dòng)以及端面跳動(dòng)，此時(shí)工件與工裝同心，在加工錐筒時(shí)通過(guò)測(cè)量圓板平面計(jì)算理論數(shù)值即是錐筒的加工尺寸。當(dāng)加工完成后，通過(guò)螺母4 向上旋轉(zhuǎn)松開(kāi)，帶動(dòng)錐體5 向上松開(kāi)4 個(gè)脹塊，脹塊在彈簧的作用下向里收縮，使得工件錐筒與脹塊松開(kāi)，取下工件，整個(gè)加工結(jié)束。

表1

圖2 錐筒裝夾工裝圖

在這個(gè)加工中，通過(guò)工裝的脹塊夾緊，工件緊密貼合在脹塊上，使得工件與工裝成為一體增加了工件的剛性，避免了在加工過(guò)程中因壁薄發(fā)生振動(dòng)，提高了切削速度，保證了加工質(zhì)量，避免了刀具蹦刃現(xiàn)象發(fā)生；工裝上的定位尺寸通過(guò)裝配關(guān)系可以反映到工裝的底面圓板上，加工時(shí)僅需要通過(guò)機(jī)床數(shù)顯（或數(shù)控）值確定具體加工尺寸，檢驗(yàn)時(shí)也僅需要通過(guò)測(cè)量工裝到工件的距離是否滿足即可，方便了檢驗(yàn)工作，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

3 結(jié) 論

綜上所述，通過(guò)對(duì)高溫合金加工參數(shù)的摸索，已經(jīng)完全掌握了高溫合金的切削性能，為同行業(yè)提供了技術(shù)借鑒，同時(shí)針對(duì)工件特點(diǎn)制造的工裝操作簡(jiǎn)單，方便裝夾，制造成本低廉、適用燃機(jī)批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，增加了企業(yè)效益。