大直徑薄壁復雜轉接軸工藝研究

敖　強　　　鄧　昶　　　鄭琪然（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

大直徑薄壁復雜轉接軸工藝研究

敖強鄧昶鄭琪然
（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

摘要：轉接軸是一個結構復雜的大直徑薄壁工件，尺寸精度、形位公差要求極高。通過分析工件結構特點，制定了合理的工藝路線，在半精車后和精車前分別進行了穩定處理；派制精車內外型面夾具、加長刀桿、內止口測具；編制半精車、精車內外型面數控程序，選擇合適刀具在數控車床上進行加工，有效控制工件大外圓及端面的加工變形；解決加工深長孔振刀讓刀問題，保證外圓、內孔尺寸及技術條件要求。

關鍵詞：轉接軸；薄壁；大外圓；深長孔；加工變形

轉接軸結構非常復雜，不但工件大外圓直徑尺寸較大而且軸向尺寸較長且內孔較深。直徑越大意味著工件加工變形越不好控制。內孔深加工時容易振刀、讓刀，使內孔尺寸和粗糙度難保證，由于是首次加工大直徑轉接軸，沒有直接可借鑒的加工經驗，只能在加工中摸索、總結經驗。找出影響工件變形的因素，以便在精車內外型面、大外圓及端面、銑加工多處斜槽、斜孔及徑向槽以及在噴丸后對大外圓和止口的修復中更好地控制工件變形，保證外圓、內孔直徑尺寸和對基準的跳動0.013和垂直度0.01的要求。

1　工件結構分析

轉接軸材料為TC4鈦合金，外徑尺寸較大φ4XXmm，軸向尺寸較長4XXmm，最薄壁厚僅為3mm，腹板型面壁厚尺寸公差嚴，加工難保證。大端面φ7、φ8安裝孔各有60個，由于壁厚較薄，加工時易引起大端面變形。外圓上有螺紋和花鍵，在度面及外圓上有多處斜槽、斜孔及徑向槽，加工時易引起工件變形。內孔有4處球頭槽及凹槽，小端面有4處端面槽。內孔直徑為φ1XXmm，深為3XXmm，加工時容易振刀、讓刀，使內孔尺寸和粗糙度難保證。工件配合尺寸精度及技術條件要求高，尺寸最小公差為0.013，垂直度、同軸度為0.01，對基準跳動為0.013，很難加工保證。需要派制精車內外型面夾具，加長刀桿，內止口測具，編制數控程序，選擇合適刀具，以控制工件加工變形及加工深長孔振刀讓刀問題，保證外圓、內孔尺寸精度及技術條件要求。

工件三維圖如圖1所示。

2　加工前工藝準備

2.1制定合理的工藝加工方案，在粗加工后和半精加工后分別進行穩定處理，以消除加工應力控制工件變形。

2.2半精車、精車工序采用數控加工，選擇合適刀具，編制數控程序，在數控車床上進行加工內外型面，以保證尺寸精度、技術條件要求、提高工件加工效率。

3主要表面加工方法

3.1大外圓、端面及深內孔的加工

采用專用精車夾具，選擇合適刀具編制數控程序在數控車床上進行加工，通過夾具輔助支撐有效地控制了大端面及外圓的加工變形。精車內孔時采用加長刀桿加工深內孔，解決振刀、讓刀問題，保證內孔尺寸和工件表面粗糙度要求。

3.2外型面的加工

采用專用精車外型面夾具漲緊內孔壓緊小端面精車大端面、內止口、腹板型面。壓緊大端面精車外圓和內孔。采用漲緊夾具結構能夠有效地控制工件夾緊變形以控制工件精車大外圓及端面和精車外圓時的變形。通過采用該夾具可同時加工外型面和內孔，不僅保證了外圓、內孔較高的尺寸公差要求，同時控制了大端面、大外圓的加工變形，保證了外圓對基準的跳動等相關技術條件要求。

3.3大端面鏜孔

大端面φ7、φ8孔各有60個，孔位置度要求0.05，由于壁厚較薄加工時易引起端面變形，會造成孔位置度超差。通過采用組合夾具壓緊大外圓邊緣并在坐標鏜床鉆鏜120個孔，很好地控制了加工120個孔時，大端面的變形，從而保證了孔的尺寸公差要求和120個孔的位置度0.05的要求。

3.4凹槽、斜孔、斜槽、徑向槽的加工

選擇合適刀具，編制數控程序將4處球頭凹槽、斜孔、斜槽、徑向槽工序合并一次裝夾找正，在五坐標加工中心進行，保證了斜孔、斜槽、徑向槽相關尺寸及技術條件要求，提高了生產效率。

3.5端面槽的加工

轉接軸4處端面槽到中心距離尺寸公差嚴僅為0.05位置度要求0.15需要在插床上進行加工，先在加工位置劃線，然后找正插槽刀具中心，將工件裝夾在工作臺上找正工件中心及4槽位置。通過試驗加工后經檢測工件尺寸和位置度度滿足圖紙要求。

結語

通過派制精車內外型面夾具，選擇合適刀具，編制數控程序并在數控車床上進行加工試驗，解決了工件大外圓及端面的變形及腹板型面壁厚尺寸難保證問題。采用加長刀桿加工深長孔解決了車內孔振刀、讓刀問題。保證了工件的外圓、內孔尺寸精度及相關技術條件要求，將加工凹槽、斜孔、斜槽、徑向槽在五坐標加工中心進行，提高了加工效率，保證了產品質量。

參考文獻

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[3] 張幼楨.金屬切削原理及刀具[M].北京：國防工業出版社，1990.

[4] 陳日曜.金屬切削原理（第2版）[M].北京：機械工業出版社，2000.

中圖分類號：TG65

文獻標識碼：A

作者簡介：敖強（1980-），男，遼寧錦州，沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司盤軸加工廠總工程師，學士學位。主要研究對象為機械加工軸類、軸頸類、環形件類工件加工。