朱德生 何東敏 魏曉麗

(中航工業(yè)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043)

引言

零件S-261907（詳見(jiàn)圖1）屬于細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件，主要其連接作用，長(zhǎng)度為3078mm，其內(nèi)孔粗糙度要求為Ra1.6μm,同時(shí)零件的技術(shù)條件要求也極其嚴(yán)格。該零件雖然結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是由于零件過(guò)長(zhǎng)，加之材料為INCONEL718(高溫合金)，為難切削材料，而且，零件的毛料為實(shí)心棒料，在鉆孔后，去除余量較多，容易引起局部變形，因此對(duì)零件的變形控制為本零件的加工難點(diǎn)。另外，零件太長(zhǎng)，在鉆孔時(shí)，零件的同軸度也難以保證。

圖1

1 分析零件圖及加工難點(diǎn)

加工技術(shù)難點(diǎn)：

根據(jù)零件圖的特點(diǎn)，在加工過(guò)程中主要遇到以下難點(diǎn)：

a細(xì)長(zhǎng)軸的加工工藝；

b保證零件的尺寸和技術(shù)要求。

2 確定工藝路線(xiàn)

根據(jù)零件圖確定細(xì)長(zhǎng)軸的工藝路線(xiàn)如下：0毛料圖表→J5毛料檢查→10車(chē)一端外圓基準(zhǔn)→20車(chē)加工找正帶→25車(chē)坡口→30鉆孔→35修找正帶→40擴(kuò)孔→45修找正帶→50擴(kuò)孔→55粗珩內(nèi)孔→60半精車(chē)外圓→65精珩內(nèi)孔→70精車(chē)外圓→J75最終檢驗(yàn)

3 零件的研制加工

3.1 車(chē)加工找正帶與找正

車(chē)加工找正帶時(shí)一夾一頂，中間不使用任何支撐，這樣做的風(fēng)險(xiǎn)就是由于零件過(guò)長(zhǎng)，中間有可能出現(xiàn)“塌腰”的現(xiàn)象。但是通過(guò)實(shí)踐，并沒(méi)有出現(xiàn)零件“塌腰”的現(xiàn)象。找正帶車(chē)加工完成后，在機(jī)床上對(duì)三處找正帶打表檢查，其跳動(dòng)都在0.02mm以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足了在深孔鉆鏜床上加工的要求。

3.2 鉆孔

在鉆孔之前發(fā)現(xiàn)零件的直徑小于深孔鉆鏜床的四爪卡盤(pán)內(nèi)孔的直徑，因?yàn)樵阢@孔時(shí)軸向力很大，若零件的軸向沒(méi)有約束僅靠卡盤(pán)夾緊，加工中零件有可能移動(dòng)，為此，制作一個(gè)夾緊套，來(lái)避免此現(xiàn)象的發(fā)生。

根據(jù)刀具手冊(cè)的參數(shù)，開(kāi)始鉆孔，初步將參數(shù)設(shè)定為轉(zhuǎn)速112r/min,進(jìn)給20mm/min。由于工件材料為INCO718，韌性和強(qiáng)度都很大，同時(shí)機(jī)床的功率也不是高，所以，在加工過(guò)程中出現(xiàn)了很大的噪聲，而且還出現(xiàn)了悶車(chē)的現(xiàn)象。這時(shí)對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，先是提高了轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速調(diào)至160r/min，將進(jìn)給調(diào)至14mm/mim。因?yàn)檗D(zhuǎn)速過(guò)高，出現(xiàn)了“磨刀”的現(xiàn)象，刀具后角磨損嚴(yán)重，刀片的壽命急劇縮短。繼續(xù)調(diào)整加工參數(shù)，轉(zhuǎn)速調(diào)至112r/min，進(jìn)給調(diào)至10mm/min，這時(shí)，切削過(guò)程基本流暢。

雖然找到了合適的切削參數(shù)，但是，刀片磨損仍然很?chē)?yán)重，基本上每切削300mm就需要換一次刀片，這樣增加了刀具成本。分析原因，個(gè)人認(rèn)為機(jī)床性能與刀片的性能沒(méi)有吻合，即機(jī)床達(dá)不到刀片規(guī)定的切削速度，刀具在使用非額定的切削參數(shù)切削時(shí)，其磨損遠(yuǎn)大于額定的參數(shù)切削。

3.3 鉆孔總結(jié)

在鉆孔的過(guò)程中，由于刀片在孔內(nèi)，無(wú)法觀察其磨損情況，但可以通過(guò)切屑的質(zhì)量可以判斷刀片的磨損情況，加工過(guò)程中用手感覺(jué)刀桿的震動(dòng)情況，通常情況下，若刀桿的震動(dòng)情況加大，切屑也翹起了花邊，就應(yīng)該及時(shí)更換刀片，否則有可能損傷刀體。

3.4 擴(kuò)孔

將零件裝夾到深孔鉆的過(guò)程中，零件中間部分跳動(dòng)達(dá)到 0.8mm，分析原因：零件在鉆孔時(shí)去除余量較大，產(chǎn)生了極大的應(yīng)力，零件從深孔鉆卸下之后，零件開(kāi)始釋放應(yīng)力，導(dǎo)致了零件的變形。為此，在擴(kuò)孔之前又重新車(chē)加工了找正帶，保證在上深孔鉆之前3處找正帶同心，在車(chē)加工找正帶過(guò)程中上刀量不能過(guò)大，否則會(huì)頂彎零件。重新將找正帶車(chē)到跳動(dòng)不大于0.02mm后，進(jìn)行擴(kuò)孔。在擴(kuò)孔過(guò)程中，機(jī)床經(jīng)常出現(xiàn)刺耳的聲音，同時(shí)，刀體上的導(dǎo)向塊磨損很快，嚴(yán)重的時(shí)候?qū)驂K會(huì)磨碎，只能調(diào)換方向或安裝新的導(dǎo)向塊。雖然能進(jìn)行擴(kuò)孔工作，但是極大的增加了加工成本。

導(dǎo)向塊磨損的原因主要是刀片車(chē)出的孔徑小于導(dǎo)向塊的直徑，導(dǎo)向塊與零件形成過(guò)渡配合。因?yàn)樵谝幻娴度心p后，刀片的尺寸就已經(jīng)減小，在將該面刀刃旋轉(zhuǎn)到與刀體接觸的時(shí)候，雖然在裝夾的時(shí)候，刀片的位子在正常位子，但是當(dāng)切削時(shí)，切削力會(huì)把刀體擠向刀體的圓心方向，由于與刀體接觸的刃面已經(jīng)磨損，所以，刀片發(fā)生了讓刀現(xiàn)象，鉆出來(lái)的孔就會(huì)較實(shí)際設(shè)定的直徑小，導(dǎo)向塊會(huì)與零件的內(nèi)壁發(fā)生嚴(yán)重的摩擦，行程工件系統(tǒng)機(jī)械的震動(dòng)和噪聲。

在第一次擴(kuò)孔后，對(duì)零件的壁厚差進(jìn)行了檢查，已經(jīng)下降到了0.3mm，可以說(shuō)反復(fù)擴(kuò)孔將會(huì)減少壁厚差。但是在第二次擴(kuò)孔之前，同樣需要重新車(chē)加工找正帶，這次修正，同時(shí)要修正坡口，因?yàn)榈诙螖U(kuò)孔時(shí)，將從與鉆孔方向相同的的一端進(jìn)行加工。在第二次擴(kuò)孔時(shí)，將內(nèi)孔加工到了75.9mm，這與零件的內(nèi)孔的最終尺寸還有0.3mm的余量。

3.5 珩磨

珩磨細(xì)長(zhǎng)軸，在黎明公司是第一次，該設(shè)備是進(jìn)口的設(shè)備，此前也沒(méi)有珩磨的經(jīng)驗(yàn)，只在安裝調(diào)試設(shè)備時(shí)廠家對(duì)我們進(jìn)行了培訓(xùn)，加工零件的時(shí)候我們只能根據(jù)廠家提供的參數(shù)進(jìn)行，珩磨頭轉(zhuǎn)速為230r/min，進(jìn)給10～15mm/min，負(fù)載10%～12%，，由于珩磨機(jī)的工作行程為2米，所以，我們從兩端對(duì)長(zhǎng)軸進(jìn)行了珩磨，在珩磨過(guò)程中需要掉頭進(jìn)行二次裝夾。珩磨頭、珩磨桿和機(jī)床之間是由兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行連接，珩磨頭在零件的內(nèi)孔內(nèi)會(huì)沿著內(nèi)孔的方向行進(jìn)，只要將零件夾緊后固定即可，不用進(jìn)行找正。珩磨去除的余量小，且屬于精加工設(shè)備，而且精車(chē)外圓后零件可能變形，所以第一次珩磨的時(shí)候只去掉了0.15mm的余量。

在精車(chē)外圓后，再將內(nèi)孔珩磨到圖紙要求的尺寸。當(dāng)要求去除的余量較大的時(shí)候，可以換粗糙的油石進(jìn)行加工。珩磨后的表面遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于圖紙表面的質(zhì)量要求，最終表面質(zhì)量達(dá)到了Ra0.04μm。

此項(xiàng)工作，填補(bǔ)了黎明公司珩磨長(zhǎng)軸零件的空白，為今后珩磨加工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

結(jié)論

細(xì)長(zhǎng)軸的加工是機(jī)械加工的難點(diǎn)，細(xì)長(zhǎng)孔的加工更是難上加難，在加工過(guò)程中，如何控制零件變形是需要克服的主要難題。在加工該零件的過(guò)程中我們借助了一些專(zhuān)用設(shè)備，如數(shù)控深孔鉆鏜床、珩磨機(jī)等，尤其是珩磨機(jī)，在我公司是第一次珩磨深孔，填補(bǔ)了黎明公司的空白。深孔鉆方面，尤其是深孔鉆的刀具調(diào)整，減少了加工成本，也提高了加工效率，在工裝方面，我們自制了一些夾緊套和錐度套，來(lái)滿(mǎn)足加工需要?？偟膩?lái)說(shuō)，在細(xì)長(zhǎng)軸的加工過(guò)程中我們積累了一些經(jīng)驗(yàn)，在今后的工作中還需繼續(xù)完善和提到，為軸類(lèi)零件的加工提供有力保障。

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[2]袁鋒.數(shù)控車(chē)床培訓(xùn)教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

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