轴承座封严环变形控制

2013-08-15

中国新技术新产品 2013年16期

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳 110043）

随着航空发动机设计性能的不断提高，加上难加工材料的使用,在加工中如何控制变形，如何提高加工质量就是此次攻关所要达到的要求，特别是壁厚为1.5mm的机匣加工，其变形量的控制更是机匣制造技术提升的关键。

经分析，零件有如下加工难点：原工艺未及时消除由于车大余量而形成的切削应力，后续加工，边加工边变形，很难控制，尤其第60工序喷涂Ag-Cu涂层后，由于温度升高造成内部应力释放，零件变形较严重，车涂层后放置一段时间，零件变形较大，经常从外车间取回返修，给车间带来不必要的麻烦及不良影响。通过重新调整工艺路线，在数控机床上加工，不断的试验加工参数，摸索加工时的加工顺序，试验出来比较合理的加工参数，已达到控制其变形，保证尺寸要求的目的，从而提高该重要件的加工质量。

铣加工原采用通用的加工方法，现通过此次攻关调换加工设备，摸索一套新方法，尽量减小加工过程中的零件变形。

1 研究目标

通过该课题的研究，掌握控制轴承座封严环变形的加工方法，尽量采用数控机床进行加工，调整各工序加工余量，提高加工效率，实现轴承座封严环薄壁零件的数控设备加工，开发数控机床加工潜能，提高零件加工质量。为类似薄壁机匣制造技术的提升打下良好的基础。措施：将精加工工序采用数控设备加工；调整加工余量及工艺路线使之适用于数控加工；优化各工序数控程序并选择合理的加工参数。

2 工艺

2.1 零件结构特点及毛料选择

从零件结构上看，此机匣为精度较高的整体薄壁环形机匣；毛料为自由环形锻件，外径：Ф330+4-3mm，内径：Ф240+3-4mm，高度：94±5mm；毛料的利用率仅占5.27%，由于金属去除量大，在加工中将产生较大的加工应力，造成该件变形严重。

2.2 原工艺路线

为满足零件的设计要求，根据毛料的状态及高温合金的切削特点，轴承座封严环的主要工艺路线为：

5粗车端面及外圆→10粗车另一端 →15精车大端→20钻孔→25划线→30铣型孔→35倒角去毛刺→40精车小端→45标印→50洗涤→55中间检验→60喷涂层→65车涂层→70洗涤→75最终检验.

从工艺路线上看，原轴承座封严环的工艺路线是按阶段进行划分，分为粗加工——精加工，未考虑到毛料为自由锻件，加工余量大，在工艺中无消除机加应力措施，而且精加工余量大，零件加工过程中极易变形，不能保证产品质量。

2.3 技术关键点、工艺薄弱点及其解决措施

由于该零件壁厚仅有1.5mm，粗车后直接进行精加工，加工后零件极易变形，因此需安排一次稳定处理，稳定处理安排的位置是在零件的粗车后和细车前，目的是为更好地消除机械加工所产生的应力，数控车时需调整参数，以便减小零件变形；铣加工、钻孔调整切削路径，由于同时加工槽及孔，很难保证该技术要求，通过控制槽、孔的加工顺序以保证满足技术要求。重新调整工艺路线及各车工序的余量分布。

2.4 调整工艺路线，新工艺路线

5粗车端面及外圆→10粗车另一端→12细车大端→13稳定处理→14修基准→15精车大端→20钻孔→25划线→30铣型孔→35倒角去毛刺→40精车小端→45标印→50洗涤→55中间检验→60喷涂层→65车涂层→70洗涤→75最终检验

新旧工艺路线的不同点：增加了稳定处理、修基准及细车工序。

原工艺：（1）粗车共2道工序，粗车后余量较大且不均匀。（2）无去除机加工应力措施。

新工艺：（1）将车加工余量进行调整，使其均匀适合数控加工。（2）增加稳定处理及细车工序。

2.5 试验加工

稳定处理后的修基准工序是减少机匣变形的关键之一。此工序的关键是保证机匣在自由状态下小端面的平面度≤0.05 mm，因该表面是后续细车和精车的基准，为保证工序中平面度的要求，在压紧零件前用塞尺或铜皮垫底面——消除定位基准不平对机匣产生的变形，加工过程中在小端面还有0.2～0.3mm左右余时，将压板轻轻松开，再拧紧，把剩余的0.2～0.3mm余量去掉，这样可保证机匣在基准修复后自由状态下有较好的平面度。