提高某型号附件机匣精密孔合格率

刘 宁

（中国航发南方工业有限公司 412002）

1 概述

某型号附件机匣机加组件，是某型号发动机上重要的机匣之一，前端面连接进气机匣，后端面连接压气机匣，是发动机上安装附件和传动的重要机匣。为保证传动部位的精准与平稳，附件机匣上3 处安装轴承的孔，不但孔径要控制在0.016的公差范围内，圆柱度控制在0.008 之内，且孔的位置度也要控制在0.03 以内[1]。

因机匣测量基准与被测要素距离比较远，基准面大，基准外圆大，在测量过程中有误差放大的效应，因此，从加工某型号附件机匣首件开始，到目前工加工了4 件，合格率为0%，且超差程度较大。轴承安装孔壁上各加工了2 处槽，槽深2mm，而总的壁厚因毛坯不均匀，薄处开完槽后仅剩3.5mm。针对镁合金孔超差采用的镶套补救方法，补救后壁厚小于3mm，对轴承孔的强度有影响，且孔内开完槽后，镶的衬套强度也大大减弱，补救难度和风险极大[2]。

对于附件机匣轴承安装孔位置度超差超过0.06，则无法接收使用。若无法稳定加工质量，会严重影响零件交付，制约科研生产任务，因此提高轴承安装孔位置度是满足交付任务亟待解决的首要问题。

2 统计数据与原因分析

2.1 数据统计

表1 为4 件附件机匣精密孔加工后的实际计量值。从表中发现，4 件零件对应的5 个技术条（图1 和图2 红色标记处）件全部超差，超差量在一倍以上[3]。

图1 轴承安装孔加工示意图

图2 加工精密孔示意图

表 1 附件机匣精密孔的加工情况统计表

2.2 零件加工工艺路线分析

1.数控立车：

使用拼装夹具，将夹具支靠面车到跳动在0.01 以内，以D 基准面进行支靠，压紧3 处工艺凸台。加工A 基准面及B 基准外圆，并将A 基准面上的工艺凸台车掉。

2.数控立车：

使用专用夹具支靠A 基准面，用工艺螺纹进行固定。加工D 基准面及其余内容，并将工艺凸台车掉。

3.数控立式加工：

使用拼装夹具，使用2 根压杆压A 基准面，加工3 处精密孔，H 基准面。4.数控立式加工：

找正B1 外圆定中心，找正G 基准孔定角向，加工所有内容。

以上艺路线中加工完基准面，角向基准孔以及中心基准后，最后加工精密孔，且角向孔与精密轴承孔为一次加工完成，更容易保证位精密孔置度合格，因此，工艺路线无问题。

但在跟踪数控加工工序，零件压紧前端面有0.02～0.03 的跳动，压紧后端面跳动有0.05 的变化，B 基准外圆整圈有0.02～0.03 跳动。加工时基准状态与零件自由状态相差比较大，这是造成图1 中精密孔位置度的主要因素。其次，加工零件的机床FTV850-1200 加工精度也会影响位置度。

后续数控加工，在加工时由于角向要从G 基准孔转换过来，但因上道工序加工G 基准孔及G1 基准孔本身位置度就已经超差，加上零件压紧变形，导致图3所示中两处同轴度也非常难合格。

2.3 超差原因分析及改进方案

通过以上工艺路线分析及现场跟踪零件发现的问题，得出超差的主要原因在于零件变形及机床精度低两个方面。

零件变形分析，零件变形分为加工变形及压紧变形。加工变形可从减小切削力入手，加工H 基准面使用硬质合金刀具，镗孔先使用螺旋铣将孔余量去除，再分粗镗与精镗，并将镗刀杆换成减震且长度缩短到与孔深相当，转速提高，进给减小；压紧变形可从压紧方式及提高支靠面平面度出发；因此，形成以下改进方案。

（1）数控立车加工增加A 基准平面度0.02 要求

（2）数控立车加工D 基准面增加0.02 平面度要求，增加与A 基准面平行度0.02 要求，且保留工艺凸台

（3）数控加工使用可磨削支靠面，在3 个工艺台上进行压紧，并要求压紧前后检查A 基准面跳动应不大于0.01。

（4）加工刀具，将原使用的普通Φ85T 型铣刀更换成合金Φ100T 型铣刀，增加刀杆的刚性，保证H 基准面与A 面的平行度及自身的平面度。

（5）程序中增加对G、G1、G2 基准孔螺旋铣去除余量

（6）增加粗镗刀，并将精镗刀的转速提高，进给减小，减小加工变形。

（7）在加工Φ52.9 时找正G2 基准孔跳动在0.01 以内，加工Φ46.4 孔时找正基准孔G 跳动在0.01 以内，将G2 基准孔设置为G55，G 基准孔设置为G56 来进行加工。

（8）更换为高精度机床SIP5000 行加工

数控加工前，先将夹具支靠面铣平，保证跳动在0.01 以内，压紧位置为数控立车保留的工艺台，压紧力均匀且支靠面配合较好，零件装夹后检查A 基准面跳动不大于0.01 可以达到，保证了加工时零件状态与加工时的状态一致。

后续加工图3 内容的工序，使用专用工装，用50 个螺纹孔进行固定，可保证零件压紧力均匀，有效控制零件变形。

3 结论

通过以上改进，附件机匣上安装轴承的5 处精密孔已经全部合格，但合格有60%是在边缘处，后续还应在加工参数及找正方法上进行改进，减小找正误差，减小加工变形等，使加工更加稳定。