劉國璽，郭輝，許鋒國，何多政

（中航飛機起落架有限責任公司，陜西漢中 723000）

0 引言

閥體是起落架收放集成閥中的一項關鍵零件，內置多組閥芯等組件可實現(xiàn)飛機艙門開啟、起落架收放等功能。閥體屬多腔多孔類結構件，材料為7050-T6鋁合金，其孔腔尺寸精度高，結構復雜，加工難度大，交叉貫穿處毛刺去除困難，一旦有殘留毛刺進入油路，輕則加快結構磨損，嚴重時直接造成起落架收放控制功能喪失。

1 加工難點分析

閥體屬多腔多孔類結構件（如圖1），材料為7050-T6鋁合金，其孔腔尺寸精度高，部分小孔長徑比＞15，結構中存在22處環(huán)槽、50余處棱邊倒角。市面倒角刀懸深較短，難以加工比較深的內槽及倒角，且交叉貫穿處毛刺去除困難，加工難度大。為減少裝夾次數(shù)，提高制造精度，在立臥轉換加工中心兩次裝夾，可完成所有外型、腔孔加工，對于部分高精度配合尺寸采用研磨加工至成品，其中大部分銑削刀具為定制的刀桿增粗非標刀具。為減少裝夾找正人為錯誤，引進了探針自動找正技術，在夾具設計方面采用了快速實現(xiàn)強力鎖緊的模塊化設計，推廣應用了零點定位系統(tǒng)與夾緊拉釘?shù)瓤焖贀Q型元器件。毛刺去除方面，主要還是銑削去毛刺+傳統(tǒng)手工去毛刺方法。

圖1 多孔系閥體

2 探針自動找正技術

在DMU80P立臥轉換對閥體依次進行側面粗加工后，裝夾后切換工序時，采用探針自動找正，可減少人為對刀錯誤，降低操作人員的技能水平要求，還可以大幅降低生產(chǎn)過程中的廢品率。探針測量找正時，將探針當作刀具，在工件上運行并獲取測量值。通過柔性測量循環(huán)結構可實現(xiàn)幾乎全部的銑床或車床中待處理的測量任務。主要涉及循環(huán)指令包括CYCLE977和CYCLE998循環(huán)指令。

CYCLE977循環(huán)指令用于鉆孔、軸、槽、隔片或者矩形的軸向平行測量，如3D探針標定。CYCLE977循環(huán)能夠測量輪廓元件并且可以有選擇地在直徑或者寬度差值的基礎上，對給定的工件進行自動刀具校準，或者在中心位置差值的基礎上修正零點偏移。測量前，需校準探針。測量結束后，探針需位于測出的零件中心或者起始位置高度的中點上方。以探針軸向平行測量程序段進行說明[1-4]：

%_N_BOHRUNG_MESSEN_MPF

N10 G54 G17 G90 T9 D1 零點偏移

圖2 軸向平行測量

目前，DMU80P西門子數(shù)控控制系統(tǒng)SINUMERIK 840DSL中，已經(jīng)將循環(huán)語句進行可視化處理，在NC程序段預插循環(huán)指令的位置，打開操作面板中“其他”——“測量工件”，選取測量類型(如“標準探頭”、“邊距離”、“角”、“孔”、“凸臺”、“3D”)，輸入測量參數(shù)，在“零偏”狀態(tài)下，確定插入即可。如在調用 CYCLE977找正時，進入可視化界面后依次設置孔的直徑；TSA（誤差范圍）；DFA（自動接近距離）等參數(shù)，相當于上程序中N50～N70的NC代碼。在上程序段中，如果差 值 超 過_TSA=1，就會出現(xiàn)“超出置信區(qū)域”的警告，停止程序運行[5-8]。

圖3 CYCLE977孔的軸向坐標校正可視化界面

圖4 CYCLE979（外圓弧、內圓?。﹥煞N模式

CYCLE998循環(huán)指令可以在測量表面后，在一定角度范圍內進行零點偏移補償，擺正坐標。利用CYCLE800調節(jié)傾斜的工件表面來進行精加工。初始狀態(tài)將工件在回轉臺上夾緊（回轉式的工件支座），并將其設置成與機床軸大致平行。

因西門子數(shù)控系統(tǒng)版本及功能模塊差異性影響，當探針測量的數(shù)據(jù)不能直接進行寫入時，可執(zhí)行以下程序段，實現(xiàn)機床系統(tǒng)單點寫入坐標系當前位置功能：

程序段$P_UIFRNUM為讀取當前加工坐標系G54、G55等，如G54則代表$P_UIFRNUM=1，$AA_IM代表當前機床坐標系值，$AA_IW代表當前加工坐標系值。

3 組合式快換夾具

1）工件定位方式。

組合式快換夾具夾持工件閥體的定位元件為1個基體平面和2個定位銷，為避免過定位，其中1個定位銷采用菱形結構[9]?；w平面限制3個自由度（2個轉動，1個移動），圓柱銷限制2個移動自由度，菱形銷限制1個轉動自由度；工裝與工件固定后一起裝夾于鎖緊板上，圓柱銷與工件間隙配合，可減少圓柱銷的磨損和零件的擠壓變形。

2）組合式快換夾具的組成。

閥體加工工裝為組合式快換夾具，其主要元部件由零點基礎板、低壓鎖緊模塊、均布螺紋柵格孔的夾具板、零點銷、鎖緊銷、圓形墊高塊、鎖緊板、一面兩銷夾緊單元等組成。零點基礎板和夾具板近似長方形，除必要的定位拉銷和調整銷來確定零點基礎板的位置外，低壓鎖緊模塊采用液壓操作實現(xiàn)自動鎖緊和解鎖功能。組合式快換夾具可實現(xiàn)一面兩銷夾緊單元與其他工裝之間的快速切換（切換時間＜5 min），減少工人的勞動強度，大大提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)快速換模，縮短產(chǎn)品換產(chǎn)時間，提升設備利用率。

圖5 一面兩銷定位單元

圖6 組合式快換夾具

4 去毛刺工藝方法研究

4.1 常用內孔去毛刺工藝方法

常用內孔去毛刺工藝方法對比情況如表1所示。

表1 去毛刺工藝方法

4.2 閥體實際去毛刺工藝方法

磨粒流去毛刺能有效去除細微毛刺及殘留雜物，效率較高。閥體理想去除毛刺的方法為：手工進行可視局部范圍內的毛刺去除，磨粒流進行交叉孔、深孔處毛刺去除。若磨粒流去毛刺設備故障，閥體毛刺也可采用銑削和手工去毛刺方法。

1）銑削去毛刺。

銑削去毛 刺 借 助CAM軟件（如UG）中策略模塊編制去毛刺數(shù)控程序，配合倒角刀、球刀，實現(xiàn)數(shù)控設備上去毛刺加工[10]。目前，UG高版本已有去毛刺策略（如UG NX1926平面去毛刺功能，UG NX1988多軸去毛刺功能等）。

2）手工去毛刺。

對閥體棱邊毛刺，主要還借助刮刀、倒角刀、砂紙、磨頭等進行手工去除。手工去毛刺很難去除交叉孔處毛刺（零件部分內孔需研磨保證，也間接起到了毛刺清理功效）。

內孔加工的刀具普遍采用內冷方式，借助高壓冷卻液沖出鐵屑，減少殘留鐵屑對孔造成的后續(xù)劃傷。在零件機加結束，需安排超聲波清洗，可進一步去除孔內多余物及部分毛刺。

圖7 內孔倒角銑削去毛刺

圖8 手工刮刀、倒角刀

5 結語

本文對多腔多孔類結構件閥體進行工藝難點識別與解決。為避免零件裝夾找正時人為誤差，推廣應用了在機探針自動找正技術，并對德瑪吉西門子系統(tǒng)循環(huán)指令可視化調用進行了詳細介紹；為零件裝夾便利，工裝換型便捷，設計了一面兩銷定位的組合式快換工裝，并對工裝定位方式和組成進行了介紹；為有效去除內孔去毛刺，對常用內孔去毛刺工藝方法進行了優(yōu)劣分析。閥體高效加工離不開新技術、新工藝的應用。