軸承座封嚴環變形控制

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

隨著航空發動機設計性能的不斷提高，加上難加工材料的使用,在加工中如何控制變形，如何提高加工質量就是此次攻關所要達到的要求，特別是壁厚為1.5mm的機匣加工，其變形量的控制更是機匣制造技術提升的關鍵。

經分析，零件有如下加工難點：原工藝未及時消除由于車大余量而形成的切削應力，后續加工，邊加工邊變形，很難控制，尤其第60工序噴涂Ag-Cu涂層后，由于溫度升高造成內部應力釋放，零件變形較嚴重，車涂層后放置一段時間，零件變形較大，經常從外車間取回返修，給車間帶來不必要的麻煩及不良影響。通過重新調整工藝路線，在數控機床上加工，不斷的試驗加工參數，摸索加工時的加工順序，試驗出來比較合理的加工參數，已達到控制其變形，保證尺寸要求的目的，從而提高該重要件的加工質量。

銑加工原采用通用的加工方法，現通過此次攻關調換加工設備，摸索一套新方法，盡量減小加工過程中的零件變形。

1 研究目標

通過該課題的研究，掌握控制軸承座封嚴環變形的加工方法，盡量采用數控機床進行加工，調整各工序加工余量，提高加工效率，實現軸承座封嚴環薄壁零件的數控設備加工，開發數控機床加工潛能，提高零件加工質量。為類似薄壁機匣制造技術的提升打下良好的基礎。措施：將精加工工序采用數控設備加工；調整加工余量及工藝路線使之適用于數控加工；優化各工序數控程序并選擇合理的加工參數。

2 工藝

2.1 零件結構特點及毛料選擇

從零件結構上看，此機匣為精度較高的整體薄壁環形機匣；毛料為自由環形鍛件，外徑：Ф330+4-3mm，內徑：Ф240+3-4mm，高度：94±5mm；毛料的利用率僅占5.27%，由于金屬去除量大，在加工中將產生較大的加工應力，造成該件變形嚴重。

2.2 原工藝路線

為滿足零件的設計要求，根據毛料的狀態及高溫合金的切削特點，軸承座封嚴環的主要工藝路線為：

5粗車端面及外圓→10粗車另一端 →15精車大端→20鉆 孔→25劃線→30銑型孔→35倒角去毛刺→40精車小端→45標印→50洗滌→55中間檢驗→60噴涂層→65車涂層→70洗滌→75最終檢驗.

從工藝路線上看，原軸承座封嚴環的工藝路線是按階段進行劃分，分為粗加工——精加工，未考慮到毛料為自由鍛件，加工余量大，在工藝中無消除機加應力措施，而且精加工余量大，零件加工過程中極易變形，不能保證產品質量。

2.3 技術關鍵點、工藝薄弱點及其解決措施

由于該零件壁厚僅有1.5mm，粗車后直接進行精加工，加工后零件極易變形，因此需安排一次穩定處理，穩定處理安排的位置是在零件的粗車后和細車前，目的是為更好地消除機械加工所產生的應力，數控車時需調整參數，以便減小零件變形；銑加工、鉆孔調整切削路徑，由于同時加工槽及孔，很難保證該技術要求，通過控制槽、孔的加工順序以保證滿足技術要求。重新調整工藝路線及各車工序的余量分布。

2.4 調整工藝路線，新工藝路線

5粗車端面及外圓→10粗車另一端→12細車大端→13穩定處理→14修基準→15精車大端→20鉆孔→25劃線→30銑型孔→35倒角去毛刺→40精車小端→45標印→50洗滌→55中間檢驗→60噴涂層→65車涂層→70洗滌→75最終檢驗

新舊工藝路線的不同點：增加了穩定處理、修基準及細車工序。

原工藝：（1）粗車共2道工序，粗車后余量較大且不均勻。（2）無去除機加工應力措施。

新工藝：（1）將車加工余量進行調整，使其均勻適合數控加工。（2）增加穩定處理及細車工序。

2.5 試驗加工

穩定處理后的修基準工序是減少機匣變形的關鍵之一。此工序的關鍵是保證機匣在自由狀態下小端面的平面度≤0.05 mm，因該表面是后續細車和精車的基準，為保證工序中平面度的要求，在壓緊零件前用塞尺或銅皮墊底面——消除定位基準不平對機匣產生的變形，加工過程中在小端面還有0.2～0.3mm左右余時，將壓板輕輕松開，再擰緊，把剩余的0.2～0.3mm余量去掉，這樣可保證機匣在基準修復后自由狀態下有較好的平面度。

3 結果討論與分析

通過采取措施，軸承座封嚴環的加工變形有了較大的改善，由原來的圓跳0.6，改進為圓跳0.2，達到了預定的目標，根據本次試驗加工的結果，我們初步可以得到一個量化的概念，這為設計部門和我們工藝部門提供了較為可靠的依據。

結語

此次攻關項目的開展，不但使零件的加工質量有了明顯的提高，而且培養了技術人員在今后編制工藝規程時控制零件變形方法的掌握。通過此次課題研究，并根據零件剛性的變化，我們基本確立了數控加工的工藝參數，同時也滿足了零件的質量要求，也為此類零件的深入研究奠定了堅實的理論基礎。

［1］《透平機械現代制造技術叢書》編委會.機匣制造技術[M].北京：科技出版社，2002.

［2］李滬曾，趙衛華，王逸，等.高速切削加工在我國模具制造中的應用推廣[J].模具工程，2005，49（04）：20.

［3］劉站強.高速切削技術研究與應用[D].濟南：山東大學，2001.