某精鑄燃燒室機匣后支承工藝研究

王中良（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧　沈陽　110043）

某精鑄燃燒室機匣后支承工藝研究

王中良
（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧沈陽110043）

該零件是某型發動機燃燒室機匣后支承，是發動機與飛機連結的重要零件。該零件毛坯為Inconel718精鑄材料，屬于難加工的高溫合計材料，國內對應牌號為GH4169。該零件結構復雜，加工過程極易變形，是一個對加工過程要求較高的零件。該零件的所有孔加工受關鍵零件的孔加工控制，所有的加工要素均受外方嚴格控制。

高溫合金；精鑄；關鍵零件的孔加工

1　引言

該零件由A1、A2、A3三處凸臺確定的基準平面A，B1、B2、B3三處直徑內壁點確定的中心線基準B，和柱狀突起C1確定的角向基準C組成，其余尺寸全部通過三處基準加工確定。由于3處基準全部為精鑄表面，所以對于零件加工時的定位影響很大，零件自由狀態和裝夾狀態變形較大，技術條件較難保證。

2　簡介

該零件是某型發動機燃燒室機匣后支承，材料為鎳基高溫合金Inconel718，毛坯為異形精鑄件，存在三處柱狀凸臺，其中一處凸臺為角向基準。毛坯定位基準為六點定位，剛性較差易變形。存在3組精度較高的同軸孔，之間位置度為0.0254，是較難加工的精鑄類零件。

3　技術難點

3.1工藝流程

由于零件毛坯為精鑄零件，所以零件不安排粗加工，全部為精加工。而最先需要形成的就是零件轉換基準，通過定位A、B、C三個基準，可以先將最終基準D、E、F加工完畢后再進行其他加工，所以具體工藝路線安排如下：

精車基準→銑基準孔→銑凸臺→鉆大端孔。

3.2車加工

由于零件底面定位面僅為三處定位凸臺，其余部位全部懸空，所以車加工夾具在每個定位凸臺中間設計了一個彈性輔助支撐，但是由于零件全部表面為鑄造表面，導致壓板壓緊部位都存在一定斜度，壓板一旦壓緊就會將零件壓變形，在壓緊狀態車加工完畢的平面和直徑，自由狀態就會變形0.2mm～0.3mm，0.1mm的跳動更無法保證。通過進行加工試驗，加工時，新件研制時采取了多次松開壓板和輔助支撐的方式，釋放加工應力，并且再次壓緊時，盡量保證與自由狀態一直，經過多達7次的釋放過程，終于保證了零件的尺寸要求和技術條件要求。

由于鑄件內部組織不夠致密，存在大量硬質點，所以兩件在切削完畢后，表面會形成橘皮和波紋，而零件表面粗糙度要求在Ra1.6，根本無法保證。通過對不同刀尖R、前角、材質的車刀片和加工參數進行試驗，最終選擇了使用肯納VBMT160408LFKC5010刀片和一套固定的加工參數，粗加工轉速S=30R/min，進給F=0.24mm/R；精加工轉速S=20R/min，進給F=0.18mm/R；光刀轉速S=20R/min，進給F=0.12mm/R。這樣成功解決了零件表面橘皮現象，而且保證了零件1.6粗糙度要求。

車加工安裝邊下沿時，寬度空間僅17mm，初期加工時，使用長片夾的車刀和4mm寬R0.4槽刀片N123H2-0400-0004-TF1105加工，加工部位存在嚴重的振紋，讓刀也比較嚴重。通過更換特殊形狀的車刀桿890100272L2916和車刀片DCGT070208HPKC5010，不僅成功解決了振紋和讓刀問題，同時滿足了1.6的粗糙度要求。

3.3孔加工

該零件的所有孔加工受關鍵零件的孔加工控制，所有的加工要素需要向外方報批。而該件的加工難點集中在3組位置度為0.0254的精密孔，每組孔由一個φ15.8775±0.00762和一個φ18.4150±0.0127組成。由于兩組孔之間距離約50mm，如果一次裝夾加工的話，加工下部孔會讓刀嚴重，無法保證孔直徑公差，所以最終我們選擇了兩次裝夾進行加工。

對于深孔部位找正，我廠一直使用普通杠桿表加自制長表針（自行車條或三坐標測量機測頭），由于人為加長了表針，所以實際杠桿表盤所指示的讀數并不是真實的數值，無法保證零件0.025的同軸度。通過使用專用的深孔加長杠杠表，解決了該問題。

加工過程中，需要注意以下問題：

3.3.1找正過程需要使用專業長表針杠桿表，自己改造的長表針讀數不準。

3.3.2加工過程中，盡量少移動工作臺，避免因為重復定位誤差導致的橢圓形孔。

3.3.3盡可能保持孔余量的均勻，不要在初期加工時，先鏜一點下去，測量后，繼續鏜，這樣形成的錐度很難完全去除。

3.3.4通過反復松開鎖緊鏜頭螺釘，可以微量上刀。

3.4解決的其他問題

3.4.1噴丸保護

零件同軸孔在組合加工后，非裝配孔需要進行補噴丸，而為了避免補噴丸傷害到裝配孔，需要使用專門的噴丸保護膠布對局部進行保護，但是該膠布價格昂貴且保護時間較長，所以通過自制塑料保護塞。既避免誤噴，由避免色差。減少零件噴丸保護時間。

3.4.2夾具優化

銑加工夾具使用鋁制壓蓋結構，由于零件為精鑄零件，而壓蓋壓緊面為不加工的毛坯面，存在一個漸變的斜度，所以壓蓋壓緊時，無法完全貼合零件表面，造成局部受力，影響了零件的加工質量。應用外方提供的三維模型，在UG中，選擇九處較平整部位，將壓蓋結構更改為壓板結構，壓板與零件接觸部分設計為粘結膠皮結構，既滿足了零件均勻壓緊的要求，減少了零件變形，又避免了壓傷零件，提高了零件質量。

4　結果討論與分析

通過新件研制的加工，事實證明，所確定的工藝流程正確可行，加工過程中各種問題得到了妥善的解決。

結語

通過對零件結構的認真分析，解決了零件加工中變形、零件表面橘皮褶皺振紋、關鍵零件的孔加工、精密孔的加工，并且解決了夾具結構不合理、噴丸保護效率過低等問題，最終順利完成了零件加工，為以后加工類似精密鑄造零件提供了寶貴的加工經驗。

[1]肯納刀具切削手冊[Z].肯納金屬公司.

[2]金屬切削手冊[M].上?？茖W技術出版社.

[3]航空材料學與金屬加工工藝[Z].沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司.

TG249

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