李先號

（中國航發(fā)貴州黎陽航空動力有限公司，貴州 貴陽 550000）

隨著科技的進(jìn)步與社會的迅猛發(fā)展，人們對于生活質(zhì)量的提高相應(yīng)地使技術(shù)要求也隨之提高，這就造成國內(nèi)數(shù)控發(fā)動機金屬材料的機械加工設(shè)計工藝越發(fā)精湛，而傳統(tǒng)的技術(shù)加工工藝已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代數(shù)控發(fā)動機金屬材料機械加工設(shè)計的市場需求，所以，優(yōu)化現(xiàn)代化數(shù)控發(fā)動機金屬材料機械加工工藝遂成為當(dāng)代發(fā)動機金屬材料加工企業(yè)迫切需要解決的問題。

1 數(shù)控發(fā)動機金屬材料機械加工工藝的優(yōu)化

1.1 設(shè)備選型優(yōu)化

根據(jù)機床表面加工儀器的配置，一開始計劃添加一臺同等規(guī)模的雙面銑專機，可是因為該設(shè)備的制作周期比較漫長；設(shè)備只可以用于Z182機床兩側(cè)面的銑削，設(shè)備柔性比較差；數(shù)控發(fā)動機還需要根據(jù)底面毛坯來具體定位，因而存在二次重復(fù)操作導(dǎo)致的定位誤差，必須進(jìn)行人工改正，操作步驟繁瑣。所以這個方案就被放棄。在銑面設(shè)備中，龍門式數(shù)控發(fā)動機的機床構(gòu)造韌性較大，主軸承載能力比較大，切削能力以及精度確保性相對來說比較優(yōu)秀，根據(jù)智能化、自動化的基本原則，本流程確定添加一臺數(shù)控龍門銑，以粗糙加工過的大平面來進(jìn)行定位，銑高低面，再以高低面來具體定位，銑大平面的具體尺寸。兩個側(cè)面在加工的時候必須互為基準(zhǔn)，能夠確保寬度、尺寸以及穩(wěn)定度。

1.2 機體基準(zhǔn)面加工工藝優(yōu)化

按照實際加工分析，發(fā)動機金屬材料進(jìn)行機械加工的第一步，由于基準(zhǔn)面加工的吃刀量太大，粗精加工一同進(jìn)行是無法滿足基準(zhǔn)面對質(zhì)量的要求，因此就必須將粗精加工分為兩步，同時為了避免因重復(fù)定位而導(dǎo)致誤差，精加工時定位面需要使用粗加工過的面。具體工藝步驟為：首先，以機體底面作為定位，粗銑兩側(cè)面，分別留足夠的加工量，初始設(shè)為0.5mm~0.8mm。其次，以粗銑過的大平面來完成定位，精銑高低，確保高度差在59±0.02之間。再次，以精銑的高低面來定位，精銑大平面，確保厚度在500±0.1之間波動。最后，以精銑后的大平面定位，粗、精銑其他平面。在精銑設(shè)備類型上，原本的雙面銑設(shè)備由于長時間超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，傳動箱的齒輪發(fā)生嚴(yán)重磨損，間隙造成的沖擊不適合用在精加工過程中，特將其改造為粗銑設(shè)備，重新選購購精銑設(shè)備。同時利用標(biāo)準(zhǔn)墊塊將零部件墊齊，確保零部件在自然狀態(tài)下作業(yè)，加工基準(zhǔn)面。通過如此操作可以確?；鶞?zhǔn)平面加工后平面度在0.1mm以內(nèi)。

1.3 切削加工過程冷卻液選擇優(yōu)化

在切削加工過程中，為了有效降低切削時的溫度、抑制積屑瘤的生成、減小刀具磨損、提高加工水平和質(zhì)量，一般會需要在加工過程中使用切削液。

切削液在成分種類上主要是水，在其中添加適量的防繡劑作為添加劑，避免儀器和部件生銹腐蝕，其優(yōu)點是排屑和冷卻性比較好，缺點是潤滑度比較差。乳化液是將乳化油加水稀釋而成的，具備較為優(yōu)良的潤滑性和冷卻性。切削油的主要成分是礦物質(zhì)油，優(yōu)點是防腐蝕性和潤滑度比較高，缺點是比較難清洗以及冷卻效果較差。常見的有柴油、機油、煤油等。

切削液的選擇需要注意幾點，在實際加工過程中，必須根據(jù)加工形式、部件材料、刀具材質(zhì)等去選取適宜的切削液。粗加工環(huán)節(jié)中，應(yīng)該選取冷卻性比較好的低濃度乳化液或水溶液來降低切削時產(chǎn)生的高溫，而在精加工環(huán)節(jié)中，必須選取潤滑度比較高的髙濃度乳化液或切削油來提高零件加工質(zhì)量，延長刀具使用壽命，切削脆性材料時，由于切削時的溫度并不高，通常不會使用切削液。而在加工銅合金等有色金屬時，一般不會選擇含硫化油的切削液，目的是為了以防零件腐蝕。使用硬質(zhì)合金刀具加工時一般不添加切削液，必要時可以低濃度乳化液來代替，需要掌握分寸，需連續(xù)繞注，以防刀片因溫度驟降而發(fā)生破碎。磨削加工時，一般會采取冷卻效果比較好的水溶液或乳化液。統(tǒng)削加工時，切削液的選擇狀況參見下表。

表1 常用切削液

1.4 熱處理工藝技術(shù)優(yōu)化

為了進(jìn)一步降低處理誤差，對數(shù)控發(fā)動機主軸金屬材料機械加工熱處理工藝技術(shù)進(jìn)行一定程度的優(yōu)化，因為數(shù)控發(fā)動機主軸在作業(yè)過程中普遍是以旋轉(zhuǎn)方式來操作的，為了確保不破壞到金屬材料的表面強度，減少部件之間的摩擦，就需要在施工過程中結(jié)合直軸旋轉(zhuǎn)技術(shù)對金屬材料的采集進(jìn)行感應(yīng)加熱。在對金屬材料進(jìn)行熱加工的過程中，其表面一般會吸取大量熱能，造成金屬材料表面溫度迅速升高從而轉(zhuǎn)換成奧氏體，這樣做的目的是以防操作過程中金屬材料發(fā)生大規(guī)模磨損，有效降低材料熱加工處理過程中的誤差。而主軸金屬材料進(jìn)行熱處理的步驟具體如下。

圖1 主軸金屬材料熱處理步驟

如圖所示，在進(jìn)行熱處理過程中必須利用一定的工藝手段對金屬材料進(jìn)行精加工，確保主軸在淬煉過程中材料外層沿著輪廓均勻分布。這樣做是為了提高數(shù)控機床主軸的強度和使用壽命，避免在熱處理過程中因為誤差較大導(dǎo)致數(shù)控發(fā)動機出現(xiàn)安全隱患。

1.5 閉角殘留的處理

零件在數(shù)控發(fā)動機內(nèi)的局部區(qū)域是存在閉角的，內(nèi)形用φ16 R3刀具精加工處理后出現(xiàn)了一個較大的閉角區(qū)。為了確保發(fā)動機零部件重量滿足現(xiàn)實需要，用φ10R 3刀具進(jìn)行切削加工。如此既保障了加工后重量不變又確保數(shù)控加工后接刀連續(xù)。

2 結(jié)論

本文對數(shù)控發(fā)動機金屬材料機械加工工藝的優(yōu)化進(jìn)行分析，依托數(shù)控發(fā)動機的加工技術(shù)，根據(jù)對傳統(tǒng)金屬材料機械加工技藝出現(xiàn)問題的分析，對其進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)本文研究。希望本文的研究能夠為數(shù)控發(fā)動機金屬材料機械加工工藝的優(yōu)化方法提供理論依據(jù)。