基于浮動裝夾自適應(yīng)加工工藝的薄壁件加工變形控制技術(shù)研究

劉述明，扈博琴，張春龍，羅兆柱

（中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動機(jī)有限公司，哈爾濱 150066）

航空薄壁件一般指的是壁厚與內(nèi)徑曲率半徑 （或輪廓尺寸）之比小于1∶20 的零件[1]，是航空航天器的重要組成部分，這類零件具有重量輕、節(jié)約材料、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，但在制造過程中易發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)以及彎扭組合等復(fù)雜的加工變形問題。加工變形問題一直是材料領(lǐng)域、設(shè)計領(lǐng)域和制造領(lǐng)域共同關(guān)注的研究熱點(diǎn)。航空薄壁件加工的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力是國家制造業(yè)實力和國防科技工業(yè)現(xiàn)代化水平的綜合體現(xiàn)[2]，同時新一代飛機(jī)追求更為極致的綜合性能，也對航空航天構(gòu)件的加工精度提出了更高的要求[3]。然而，現(xiàn)有的變形控制方法對大型結(jié)構(gòu)件加工變形控制僅能達(dá)到每米零件0.2 mm，而新一代飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的最大允許變形量為每米零件0.05 mm，這對現(xiàn)有制造技術(shù)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

國內(nèi)外專家學(xué)者與技術(shù)人員針對加工變形問題開展了大量研究，這些研究按控制方法的決策方式可主要分為基于經(jīng)驗試錯的方法和基于加工仿真的離線加工變形控制方法。基于經(jīng)驗試錯的方法進(jìn)展如下：經(jīng)過大量工程技術(shù)人員的不懈努力與反復(fù)嘗試，許多的工藝措施得到了實施和完善，有很多精度要求較高的薄壁零件在傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨的加工方法下制造成功，確保了零件的加工質(zhì)量[4]。林勇等[5]在零件裝夾時預(yù)先給零件施加一個與之變形方向相同的應(yīng)力，零件加工時，內(nèi)部殘余應(yīng)力與零件克服裝夾預(yù)應(yīng)力相互耦合，最終實現(xiàn)零件加工變形控制，其中，裝夾預(yù)應(yīng)力大小根據(jù)薄壁弧形框精加工后側(cè)彎收縮量約為0.6 mm 的經(jīng)驗確定?！?br>