一種精密孔加工工藝方案

楊國文中航工業南方航空工業（集團）有限公司，湖南株洲 412002

一種精密孔加工工藝方案

楊國文
中航工業南方航空工業（集團）有限公司，湖南株洲 412002

某型航機壓氣機機匣上有一聯動環支架，其尺寸精度要求高，結構特殊，空間尺寸受限，采用通常加工方法，零件尺寸無法得到保證。結合現場加工經驗，利用數控加工中心FANUC系統自帶的定向功能，結合反向鏜削工藝，零件得以加工，尺寸滿足圖紙要求，解決了聯動環支架精密孔難加工的難題。

定向功能；反鏜工藝；FANUC系統

1 聯動環支架的結構

我單位加工的聯動環支架為壓氣機機匣上的一部分，材質為鑄造鈦合金。聯動環支架外圓為Φ24的鑄造圓環，內側為Φ14（+0.18，-0.09）、Φ18（+0.021，0）和Φ18.43（+0.16，0）的階梯孔外加一Φ20.4（+0.21，0）的退刀槽，同時內孔面及端面還要求1.6的粗糙度，如圖1、圖2所示。

2 加工難點

結合圖1、圖2可知，加工該處尺寸可以從壓氣機機匣大端面和小端面兩個方向進行下刀加工，但是，聯動環支架中心幾乎在壓氣機機匣大端面外圓上。因此，不能從壓氣機機匣大端面處下刀加工。造成了此零件加工有兩個難點：

1）從壓氣機機匣小端面下刀，小端面到被加工面距離約100mm，刀具要伸出很長，影響刀具剛性。

2）要加工Φ18（+0.021，0）的精密孔和Φ20.4 （+0.21，0）的退刀槽，則要從Φ14（+0.18，-0.09）的孔下刀，那么鏜刀或者銑刀桿直徑必須做的非常細，嚴重降低刀具的剛性。

3 加工方案的確定

根據以上分析可知，只要解決刀具剛性問題，采用鏜削或者磨削方式加工，就能夠加工出合格的零件。該零件采用立式加工中心進行加工，機床系統為FANUC操作系統。針對系統本身，我們考慮利采用機床系統自帶的定向功能進行加工。

定向功能的工作原理為：主軸移動到零件加工位置正上方的設定高度，再沿水平方向移動一定距離，主軸旋轉停止，刀尖按設定角度進行旋轉，即刀尖與零件成一固定角度，主軸沿軸線方向移動，到達設定的位置；主軸沿水平方向偏移一定距離，主軸中心與孔中心重合；主軸旋轉開啟，刀具由下向上進行反鏜加工；加工完畢后，采用同樣的工作原理，主軸停止轉動，刀尖與孔中心偏移一定的距離，刀具退出零件。如圖3所示。

確定采用定向功能進行加工，接下來就該確定加工順序。工藝過程為：1平端面—2鉆孔—3粗鏜孔—4精鏜孔—5鏜退刀槽。加工過程中要求工序3給精鏜孔留0.05mm的余量，即內孔為Φ17.9mm和Φ18.4mm。這樣有利用減小精加工讓刀，保證尺寸合格。

接下確定刀具結構和尺寸，有銑削和鏜削兩種方式可加工該處尺寸，為了保證精密孔尺寸，該處采用鏜削加工。為了滿足Φ20.4（+0.21，0）的加工要求和進刀時不遇Φ14（+0.18，-0.09）發生干涉，就要求刀具直徑≤7.22mm，刀尖到旋轉中心尺寸≥10.2mm。為了增大刀具剛性，此處選用Φ7的刀桿，刀尖到中心尺寸為10.25的鏜刀，如圖4所示。

4 加工過程

聯動環支架精密孔加工路線為：

1）采用銑刀平端面，直接加工到尺寸。

2）采用Φ8鉆頭鉆底孔，Φ13擴孔鉆擴孔。

3）Φ14（+0.18，-0.09）孔采用鏜刀加工到位。

4）采用定向功能，使用圖4所示粗鏜刀加工，給精加工留0.1mm的余量。

5）采用定向功能，使用圖4所示的精鏜刀把精密孔尺寸加工到位。

6）采用定向功能，把Φ20.4（+0.21，0）的退刀槽加工到位。

部分定向功能程序為：

N645 T18

5 結論

經過多批次零件加工驗證，精密孔尺寸均合格。采用機床系統自帶的定向功能，在一定程度上解決了由于空間結構限制刀具直徑，進而影響刀具剛性的難題。遇到類似的結構，采用常用的方法不能滿足加工要求的情況下，可以嘗試該方法進行加工。

［1］彭晉齡.機械加工切削數據手冊，1989.

［2］史興寬，楊巧鳳.鈦合金TC4高速銑削表面完整性的研究［J］.航空制造技術，2001（1）.

［3］FANUC Series oi mate-MODELD 加工中心系統通用手冊.

V26

A

1674-6708（2016）170-0190-02

楊國文，工程師，中航工業南方航空工業（集團）有限公司，研究方向為數控加工技術，鈦合金、高溫合金機匣零件變形控制及加工等。