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薄壁钢机匣精密孔系加工工艺改进-加工工艺论文-工业论文.docx

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内容要点:
薄壁钢机匣精密孔系加工工艺改进-加工工艺论文-工业论文——文章均为 WORD 文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:某型航空发动机零件转接机匣是一种通过焊接工艺将钣金件和机加件连接起来的机匣类零件,其特点是钣金部位最薄处仅有1.5mm,前、后安装边各有4个精密孔,位置度要求0.02mm,数控加工时零件易变形,位置度要求难以保证。通过定制工装、选择合适的刀具以及制定合理的加工工艺参数,对其前、后安装边的精密孔系进行数控加工,并保证其位置度要求,解决了此类零件的加工瓶颈,为航空发动机整机的装配提供了保障。关键词:航空发动机;薄壁钢机匣;精密孔系;数控加工引言转接机匣是某型航空发动机上的一个零件,它由前安装边、后安装边、半环、纵向安装边、定位销组成,即两个对开壳体用螺钉和定位销通过纵向安装边装配组成机匣整体。前安装边与自由涡轮一级导向器的中间安装边连接,后安装边与中间机匣的前安装边连接,前、后安装边均以定位销孔定位,其余螺钉孔连接自由涡轮一级导向器以及中间机匣,定位销孔位置精度会对发动机装配精度以及整机振动产生影响。因此前、后安装边上的4个定位销孔精度要求较高,其位置度要求为0.02mm。本文主要通过定制工装、选择合适的刀具以及制定合理的加工工艺参数对前、后安装边的精密孔系完成数控加工。1转接机匣的工艺路线及加工难点转接机匣的材料为18CrMn2MoBA,该材料为低合金高强度贝氏体钢,抗拉强度为440MPa~640MPa,具有良好的焊接性能[1] 。转接机匣的主要工艺加工路线为:①前、后安装边与半环(未加工前为整个圆环)焊在一起;②在焊接后的零件中间用线切割切成两半;③铣削待焊纵向安装边的缺口;④焊纵向安装边;⑤钻纵向安装边定位销销孔;⑥通过定位销将左、右半环连接在一起,进行再加工;⑦车、磨前后安装边;⑧加工前、后安装边的定位销孔和螺栓孔。转接机匣的装配三维图和待焊接位置的零件示意图如图1、图2所示。转接机匣需要加工的孔如图3所示。在后安装边E上加工4-Φ8、位置度为0.02mm的定位销孔,以及24-Φ7.4、位置度为0.4mm的螺栓孔;在前安装边D上加工4-Φ8、位置度为0.02mm的定位销孔以及26-Φ7.4、位置度为0.4mm的螺栓孔。转接机匣的半环部分是钣金件,壁厚只有1.2mm,前、后安装边厚度也只有4.5mm。焊接的应力集中、结合面的硬度不足导致零件刚性非常弱,再经过车削、磨削也会产生残余应力,同时零件受温度变化导致的变形量较大。零件加工时处于夹紧状态,加工完成后处于自由状态进行测量,因此零件精密孔系位置度易超差,如何通过加工方法的改进保证该零件自由状态下的精度合格是本文研究的重点。2传统加工方法传统的加工方式为精镗定位销孔,钳工钻螺栓孔。精镗设备为单柱坐标镗床,加工时需要工人手动操作手轮,调整预钻孔坐标、进给和转速;钳工则需要依靠钻模加工螺栓孔。这种加工工艺虽然保证了产品质量,但加工周期长,不利于批量加工,并且加工受人为因素影响较大,产品质量一致性难以保证。3改进后的加工方法改进后采用数控加工定位销孔和螺栓孔,通过程序设定自动加工孔系,相比精镗无需设定预钻孔坐标,无需手动调整转速、进给。销孔和螺纹孔可在一台设备上加工,工装简易、减少转工,利于批量生产,产品一致性好。零件的结构决定了在上、下安装边加工精密孔系难度较大,因此如何选择合适的工装、刀具、加工参数尤为重要。3.1工装定制加工该零件采用的工装为江苏无锡某厂家设计的工装,如图4所示。转接机匣由于壁厚较薄,装夹后极易变形,因此在工装方面考虑只压安装边,然后将零件置于C面之上,由A面支靠零件外径,完成定位。最后由B压紧,B与托板下面的一个拉杆连接,压动拉杆,完成

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