自動(dòng)化在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件車(chē)削加工中的應(yīng)用

楊傳勇 王忠博 王春宇

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

隨著經(jīng)濟(jì)以及科技的快速發(fā)展，數(shù)控加工設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)的加工制造過(guò)程中。在現(xiàn)今所使用的中小型數(shù)控機(jī)床中其加工時(shí)的定位精度與重復(fù)定位精度一般都能控制在0.01mm范圍內(nèi)，考慮到航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件加工過(guò)程中由于刀具磨損、材料變形、工裝夾具等對(duì)于零部件精度的影響，一般航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件在加工完成后都能夠?qū)⒕瓤刂圃?.02mm的范圍內(nèi)，一些進(jìn)口設(shè)備還能夠達(dá)到更高的精度。但是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的加工過(guò)程中，數(shù)控設(shè)備的使用率在整體零部件的加工中占比并不高。本文將在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件車(chē)削加工中的上料、刀具以及數(shù)控程序進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)控加工所存在的一些問(wèn)題進(jìn)行分析介紹。

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化加工中所面臨的問(wèn)題

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)控車(chē)削加工自動(dòng)化過(guò)程中首先需要對(duì)目前加工中的人為干預(yù)過(guò)程進(jìn)行分析。在人為干預(yù)的過(guò)程中面臨的問(wèn)題是：（1）在航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化車(chē)削加工中完成了對(duì)于第一個(gè)零部件的加工并進(jìn)行切斷后，如何確保下一段棒料能夠伸入到制定的加工位置。在傳統(tǒng)的車(chē)削加工中多采用的是手動(dòng)的方式來(lái)將棒料輸送至指定位置，具體過(guò)程是需要將車(chē)床的刀塔移動(dòng)至能夠加工一個(gè)零部件的所需長(zhǎng)度的位置，而后松開(kāi)卡盤(pán)手動(dòng)將棒料拉伸至所需的長(zhǎng)度，而后鎖緊卡盤(pán)繼續(xù)進(jìn)行車(chē)削加工，過(guò)程繁瑣使得加工效率不高。（2）在零部件的車(chē)削加工中所車(chē)削的材料韌性較高，從而使得車(chē)出來(lái)的屑成連續(xù)狀，隨著屑越積越多會(huì)使得屑纏繞在刀具或是零件上，如果發(fā)生以上現(xiàn)象將很容易出現(xiàn)打刀問(wèn)題，以往打加工過(guò)程中多采用的是在加工時(shí)使用鉤子等方式來(lái)將屑手動(dòng)鉤斷。（3）刀具的連續(xù)加工所帶來(lái)的刀具磨損問(wèn)題將會(huì)嚴(yán)重影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化車(chē)削加工的加工精度。（4）程序的編制中需要解決數(shù)控程序的循環(huán)加工問(wèn)題，并在數(shù)控的數(shù)控加工過(guò)程中需要對(duì)刀具進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)如何跳出數(shù)控加工程序停止等作出相應(yīng)的判別。

2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)削加工自動(dòng)化中所面臨的問(wèn)題分析

針對(duì)以上對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)削加工自動(dòng)化過(guò)程中所面臨的問(wèn)題進(jìn)行了介紹以下將對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析：（1）對(duì)于自動(dòng)上料的問(wèn)題，對(duì)于一些自動(dòng)化程度較高的車(chē)床中對(duì)于卡盤(pán)的加緊、放松以及刀塔的定位都可以使用指令來(lái)對(duì)于其進(jìn)行控制。為解決自動(dòng)加工問(wèn)題，可以使用自動(dòng)上料機(jī)來(lái)將毛坯料輸送到自動(dòng)上料的位置，對(duì)于一些進(jìn)行大批次生產(chǎn)的零部件加工過(guò)程中使用較多，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的加工中多進(jìn)行的是一些小批量的試驗(yàn)件加工，使用上料機(jī)進(jìn)行自動(dòng)加工過(guò)程中需要對(duì)其根據(jù)零部件的尺寸來(lái)進(jìn)行多次調(diào)整，不適宜進(jìn)行自動(dòng)化加工。為實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的快速加工采用拔料的方式較為適宜。（2）對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)削加工中所出現(xiàn)的纏屑問(wèn)題，需要對(duì)不同的車(chē)削階段進(jìn)行不同的分析，當(dāng)在進(jìn)行粗車(chē)加工時(shí)，粗車(chē)加工所產(chǎn)生的屑多呈現(xiàn)出較寬的帶狀，而精車(chē)的過(guò)程中屑多呈現(xiàn)出較窄且易卷曲的形式，以上這兩種屑的形式受車(chē)削速度與進(jìn)給量的影響較大，在進(jìn)行鉆削加工的過(guò)程中，所產(chǎn)生的屑由于韌性較高極容易隨著工件的旋轉(zhuǎn)而纏繞在鉆頭的后端，當(dāng)屑越積越多后將會(huì)劃傷加工零件的表面對(duì)零部件的加工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，在鉆削加工的過(guò)程中，屑的產(chǎn)生形狀收到車(chē)床的切削速度與進(jìn)給量的影響較大，尤其是主軸的轉(zhuǎn)速對(duì)于車(chē)削質(zhì)量更是有著較大的影響。（3）刀具磨損是航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件加工過(guò)程中不可避免的問(wèn)題，其中刀具磨損在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件加工中主要分為初級(jí)磨損、正常磨損和急速磨損等幾個(gè)階段，其中初級(jí)階段影響不大，而正常磨損階段需要根據(jù)實(shí)際加工來(lái)進(jìn)行確定，急速磨損階段對(duì)于零部件的加工影響較大。（4）對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件車(chē)削加工所使用的程序可以使用宏程序來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控程序的跳轉(zhuǎn)、循環(huán)等功能。

3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件自動(dòng)化加工應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)以上所介紹的自動(dòng)化加工中所面臨的問(wèn)題可以采用以下措施加以解決：（1）對(duì)于自動(dòng)上料的問(wèn)題可以使用上料機(jī)與拔料器的結(jié)合使用來(lái)解決。拔料器主要是由主體裝置、卡片和兩個(gè)緊固螺釘組成。在應(yīng)用拔料器時(shí)根據(jù)所加工棒料的不同可以制造不同的槽口卡片來(lái)進(jìn)行解決。（2）對(duì)于車(chē)削加工中所出現(xiàn)的纏屑問(wèn)題，可以在粗加工時(shí)實(shí)施暫停斷屑措施，而在精加工的過(guò)程中采用刀具的斷屑槽和高速切削進(jìn)行斷屑處理。在轉(zhuǎn)速較高時(shí)屑呈現(xiàn)碎片狀無(wú)需斷屑，同時(shí)還可以采用改變進(jìn)退刀的方式來(lái)解決屑纏繞刀具、零件的問(wèn)題，（3）對(duì)于刀具磨損問(wèn)題，需要做好對(duì)于加工棒料時(shí)刀具的磨損情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的加工情況進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，在進(jìn)行車(chē)削刀具磨損自動(dòng)補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程中可以使用G10指令來(lái)進(jìn)行刀具磨損自動(dòng)補(bǔ)償。（4）同時(shí)在程序的編制過(guò)程中，通過(guò)使用宏變量可以對(duì)加工程序的循環(huán)次數(shù)進(jìn)行控制，在刀具的使用過(guò)程中需要對(duì)刀具的磨損規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的零件加工計(jì)數(shù)和刀具變量的補(bǔ)償方法，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件在加工時(shí)的刀具自動(dòng)補(bǔ)償。提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件車(chē)削加工的加工質(zhì)量和加工效率。

結(jié)語(yǔ)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)組成部分，航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的車(chē)削加工中是其中最基礎(chǔ)的一種加工方式，本文在分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件車(chē)削自動(dòng)化加工所面臨問(wèn)題的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件車(chē)削自動(dòng)化加工進(jìn)行了分析闡述。

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