軸承座研制工藝攻關

馮彥瑾 孟迪 李齊 王熔

摘 要：發動機中的軸承座作為轉動件軸承的支撐承力關鍵零部件，其精度要求高，加工難度大，本文通過總結工廠實際經驗而成，并對類似工件有一定參考價值。

關鍵詞：工藝難點;毛坯;改進

1 研制任務來源

某發動機軸承座零件加工合格率常年徘徊在20%以下，已嚴重影響交付任務，因此需對該零件的加工工藝進行研究。

2 概述

近幾年，我國航空事業蓬勃發展，對產品的結構提出更高的要求，產品趨于體積小，內部結構復雜，從而產生了許多新結構的設計方案，給加工過程帶來了新的挑戰。

我單位承制的軸承座，在某型發動機中起到封嚴和潤滑的作用。該零件毛坯由K4169精密鑄造而成，毛坯等級CT6級，基體材料為典型鎳基高溫合金。零件呈現難加工，毛坯制造難度大等特點。

3 攻關研究情況

3.1工藝難點分析

零件尺寸要求精度高，毛坯制造難度大，內腔中存在多處空間交點至機加到毛坯尺寸，尺寸難以保證毛坯基準偏心或局部余量不足，導致后續加工余量不足等問題。

3.2工藝難點

影響軸承座的工藝難點主要有以下幾個方面：

（1）零件錐面在發動機中起到封嚴作用，若錐面存在毛坯面或缺陷，裝機時會發生漏油現象，影響發動機使用;

（2）滑油通過特定角度經零件內腔油路孔潤滑發動機，油路存在多處空間角度，流量不易保證，影響發動機供油;

（3）零件內部結構復雜，內腔油路存在多處空間角度尺寸，若采用分工序加工，空間焦點尺寸難以保證;自內腔油路改為五軸加工后，統計零件加工時長，加工一件零件生產周期約10h/件，五軸設備資源緊張，該工序已成為我單位瓶頸工序;

（4）部分機加和機加到毛坯尺寸受毛坯制造、毛坯基準等因素尺寸難以保證。

3.3攻關措施

3.3.1 協調設計更改零件錐面結構并修改毛坯模具，增大加工余量。原模具錐面最小處直徑由錐面與毛坯面共同形成，受毛坯加工約束，錐面最小直徑約φ7，毛坯單邊加工余量約0.5mm，錐面加工后易存在毛坯面，影響裝機使用。針對余量不足，協調設計在不影響裝配的前提下調整零件結構，并于毛坯車間討論增大錐面加工余量的可行性。將錐面最小直徑φ7減小至約φ5，單邊加工余量由0.5mm增加至1.5mm加工余量，能有效保證加工質量。

3.3.2 改進流量試驗夾具，新增電火花專用夾具

1）滑油通過特定角度經零件內腔油路孔噴射出并起到潤滑發動機的作用。該零件流量試驗結果易受孔徑大小，油孔角度，油壓等因素影響。經現場跟蹤，發現流量試驗時C孔滑油經常濺射至A面后反彈回油孔造成D孔流量值偏大。因C孔在內槽端面其位置工裝不易堵塞。正所謂堵不如疏，考慮C孔位置和結構，改制流試夾具并在原有結構上新增安裝邊靠緊B面，防止C孔滑油回彈至油孔，保證流量試驗結果的準確性。

2）現場長期使用拼裝夾具加工流量孔，零件加工穩定性不如專用工裝，且每次加工前需計算加工點位，零件準備周期長。結合上述問題，現已申請并制造回兩套專用工裝。結合現場長期加工實際情況，摸索出加工參數并在工藝規程中明確要求“在圖示孔徑公差范圍內，孔徑可先按下差加工，流量試驗不合格后再逐步加大孔徑，每次加大孔徑推薦值為0.02-0.03mm”。

3.3.3 內腔油路采用五軸一次性加工，內螺紋由五軸一次加工，分解為五軸鉆孔，數車加工內螺紋。

（1）采用傳統三軸或四軸立式加工中心分工序加工，存在重復裝夾和找正誤差，空間交點尺寸難以保證，故采用五軸一次性加工保證交點尺寸;

（2）2019年隨機抽取20件五軸工序加工時長，加工周期約10h/件，因單位僅有一臺五軸，該工序加工周期長，故此工序已成為我單位瓶頸工序，急需提高加工效率，縮減加工周期。跟蹤現場實際加工情況發現，造成該工序加工周期長的因素有以下三點：1零件材料K4169硬度高，難切削，刀具易磨損;2內螺紋加工時長約4h，內螺紋原加工路線為先鉆φ11螺紋底孔再用φ9螺紋銑刀按每層0.2mm螺紋銑削0.5625-18UNJF-2B，因材料難加工，刀具剛性不足，存在讓刀的現象，故每次加工完后需重復加工2-3次方可加工到尺寸;3因該工序存在多尺寸需采用計量檢測，計量等待周期長。為了解決上述三項嚴重影響加工周期，借用質量工具分析，分別從設備、方法上擬采用以下三點措施：

1）本工序刀具均選用材料為硬質合金的刀具，該材料具有較好剛性和切削性能;

2） 更改工藝路線，由原一道五軸工序加工內螺紋拆分為五軸工序加工φ11螺紋底孔，數車工序加工0.5625-18UNJF-2B內螺紋;

3）部分尺寸采用通用檢測手段進行檢測，縮短檢測周期，提高加工效率。

3.3.4 協調設計和毛坯單位調整毛坯尺寸并改制毛坯，取消部分毛坯尺寸要求。1）工藝50工序鉆孔3×φ6.9（+0.02，0）因支靠面與零件軸線不垂直，鉆孔后存在1-2個孔壁厚小于0.7mm，影響后續裝機使用。原毛坯軸向基準面小，加工前找正誤差大，車工加工端面A與軸線不垂直進而影響50工序加工，在不影響發動機使用的前提下，協調設計適當增加毛坯余量;2）與設計溝通，部分機加至毛坯尺寸僅用于毛坯模具設計限位用，不影響裝配關系，故取消檢查23.8、11.5等部分尺寸。

3.4攻關效果

2020年軸承座（毛坯改制后）加工4批次共27件，其中合格22件，報廢5件，辦單1件，一次交檢合格率81.48%。分析6件超差零件問題分布，1件毛坯缺肉，1件流量試驗不合格，2件碰傷，2件尺寸超差。綜上所述本次軸承座研究加工難點基本解決，能滿足小批試制。

4 結論

通過軸承座工藝研究，零件合格率由不足20%提至81.48%，可滿足小批生產的要求，通過固化加工方法、明確加工參數、細化加工步驟，為持續穩定加工出合格產品提供技術上的保障。

（中航動力株洲航空零部件制造有限公司，湖南 株洲 412002）