航空电子设备结构件机械加工工艺设计研究

马蔷轶

（西安航空计算技术研究所，陕西 西安 710068）

随着航空零部件各项使用性和适应性需求的不断提高，要求机械加工结构件具备更加良好的机械性能，针对结构件的机械加工提出了更高的要求，而工艺设计是机械加工的核心和重点。因此，通过简明直观的机械加工工艺执行文件来规范机加工艺行为，能够有效优化工艺路线和质量控制措施。

1 工艺规程设计

机械加工工艺规程是组织结构件机械加工生产（生产准备和计划调度）的主要技术文件，也是现场技术人员需要严格执行的工艺技术文件，在结构件投产前，需要依据技术文件进行准备工作，例如，材料定额、毛坯供应、机床的调整，专用工艺装备（如专用工装、刀具和量具）的设计与制造、生产作业计划的编排、劳动力的组织，以及生产成本的初步核算等，按照工艺规程组织生产，科学衔接加工工序，就能够实现高质量和低消耗。

1.1 工艺规程设计要求

机械加工工艺规程存在基本的设计要求：工艺规程应正确、完整、统一；在充分利用现有生产条件的基础上，采用先进工艺技术；在保证产品质量的前提下，尽可能提高生产效率降低成本；设计工艺规程应对设计资料和样件进行分析研究，按照结构特征和工艺要求尽量设计典型工艺规程和专业工艺规程；设计工艺规程应考虑安全、工业卫生、环境保护等要求；工艺规程中的术语符号、代号和计量单位应分别符合相应的法规和标准规定；工艺规程的编号应统一、便于管理。

工艺规程编制的一般过程为编制准备、工艺规程编写、编制内容检查等三个阶段，主要是指对设计文件进行工艺分析，梳理规程框架、细化工艺要求、编制工艺规程，依据自查表，进行编制后的工艺规程自查，工艺编制流程见图1。

图1 工艺编制流程

在编制零件加工工艺之前，需要对零件图进行认真的研究和分析，了解零件的所有结构特征，对其工艺过程和特点形成大致的概念，确定该零件应采用的加工方法。检查图纸视图、剖面和剖视等是否完整地表达了零件的构形；必要的尺寸、公差、表面粗糙度、表面形状和位置关系等是否标注齐全；材料名称牌号、热处理、表面处理和其它技术条件是否清晰。只有符合工艺性审查的图纸才能进行工艺规程编制，保证产品顺利生产。

1.2 零件图纸特征分析

零件图纸特征分析是工艺规程设计准备的核心，通过零件视图来了解零件的结构特征、精度要求、选用材料、技术要求、表面处理等，还需通过装配图，熟悉该产品的工作条件和用途，明确该零件在产品中的位置和作用功能，了解零件个性技术要求的依据。一般结构比较简单的零件，通过以上分析，并根据现有生产条件和工艺技术，即可对零件生产形成大致的概念，初步确定零件加工工序的内容和顺序。

有时设计尺寸不能完全符合加工要求，很难直接加工，这时需要用工艺尺寸代替原设计尺寸，称为工艺尺寸换算。换算通常由最终尺寸逐步向前推算，便得到了每一工序的工序尺寸，换算的目的是保证原设计要求，便于加工、提高生产率。在零件加工过程中，由相关工序尺寸、设计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链为工艺尺寸链，它是由机械加工工艺过程、具体加工方法所决定的。图纸中直接规定的尺寸，即经过加工直接获得的尺寸叫工艺尺寸链的组成环，而间接获得的或间接保证的尺寸则是封闭环，工艺尺寸链的封闭环，是由加工过程和加工方法所决定的，是最后形成和间接保证的尺寸，而当封闭环为设计尺寸时，其数值应严格保证。

2 工艺规程编制方法

编制工艺规程所依据的核心文件应是经过确认有效的设计图纸，其他文件和设计输入仅作为设计图纸的补充。同时，机加专业标准规范是编制机加工艺规程的专业技术基础，应优先选用标准规范推荐的工艺流程、工艺方法、工艺材料、工艺参数，使用机加典型工艺规程作为产品机加编制工艺规程的参考，工艺规程中的操作要求应指向机加各工序的标准作业指导书，做到规范统一。

2.1 工艺规程工序安排

工艺路线是否需要划分阶段，主要由工件变形对精度的影响程度来确定。按工序性质的不同，一般可划分为粗加工、细加工和精加工阶段，零件按阶段依次加工，有利于消除和减少变形对精度的影响。一般粗加工切除余量大，即切削力、切削热以及内应力重新分布等因素引起的工件变形就较大，相反细加工余量较小，工件的变形也较小，而精加工工件的变形就更小。因此，工艺路线划分成阶段进行，可避免已加工表面的精度遭到破坏。

根据零件的技术要求，首先应选择能保证该要求的最终加工方法，然后再确定各工序、工步的加工方法，包括材料的性质及可加工性、工件的结构形状和尺寸大小、生产率、现有生产设备和技术条件等。同时，还应考虑每种加工方法的经济精度范围，还应包括由于基准不重合而提高某些表面的加工要求或由于被作为精基准而对其提出更高的加工要求。

机加生产工序主要包括毛坯、锯下料、铣削外形、铣削轮廓、数控铣削、车削、钣金（数钣）、钳工、刻字、箱体钎焊、热处理、表面处理（电镀）等。其生产流程图见图2。

图2 机械加工生产流程

2.2 工艺规程编制内容

工艺规程中关于人员、设备、材料、文件、环境、多余物、污染、装配应力、传递防护、生产安全等方面的生产过程控制要求应符合机加生产过程要求，并在工艺规程中相应位置作出明确要求，设置相应检验点。在产生多余物或易混入多余物的工序和环节应强调多余物的清理，包括清理方式和清理效果，并设置相应的多余物检查点。在存在或产生污染物的工序和环节，应明确减少污染物产生的方法和正确处置污染的方式。

机械加工工艺规程一般应包括封面、工艺过程卡片、工艺附图等部分。工艺规程编制按“一页纸工艺”新模板进行编制，一工序一页纸描述，提高工艺规程可读性，易于理解。示例见图3 ～5。

图3 机加工艺规程封面

图4 机加工艺规程工序

图5 机加工艺规程附图

封面应包含产品型号、资料型别、文件代号、工艺文件名称等信息。工艺过程卡片应包含工序号、工序名称、通用要求、材料牌号及规格、设备、工具、工装、操作步骤及要求、注意事项等内容，如不涉及内容可不填写。

工艺过程卡片应按产品的工艺流程进行工序的排序，每个工序应包含所遵循的通用要求以及本工序技术方面所遵循的工艺规范、管理规定和作业指导书。生产过程中使用的设备、工装均应列出，并写明名称、型号、主要参数、精度等内容，专用工装应列出工装编号，检验用的量具应列出量具编号，生产过程中使用的原辅材料均应列出，并明确型号或规格等信息。工序描述采用工艺附图或产品图片进行展示，通过工艺图纸或产品图片等形式清楚地表达工序关键控制信息，在数铣等工序应在右侧描述相关刀具、对刀位置和数控程序等信息。工艺规程发生更改时，在工艺规程中填写更改信息，含更改标记、更改单号、更改人签字和更改日期。

工艺规程编制完成后，工艺人员应当针对机加工艺规程的完整性、正确性、可操作性进行检查，经过检查确认的工艺规程方可提交流程进行审签并下发至生产现场指导生产加工。

3 结语

进行机械加工工艺设计规范研究是有效提升航空电子设备结构件生产加工水平和保证产品质量的必要手段，而机械加工工艺规程是工艺设计在生产现场的进一步延伸，本文通过明确机械加工工艺规程的设计要求、零件图纸的特征分析、工艺规程工序安排、编制内容以及检查要求等，旨在提高生产准备效率、协助现场技术人员更好地完成各项工序的加工，准确完成制造任务。