大圓環(huán)的加工方案

中航工業(yè)常州蘭翔機(jī)械有限責(zé)任公司 (江蘇 213022) 歐陽(yáng)衛(wèi)東 牟宗平

大圓環(huán)的加工方案

中航工業(yè)常州蘭翔機(jī)械有限責(zé)任公司 (江蘇 213022) 歐陽(yáng)衛(wèi)東 牟宗平

鈑金件中經(jīng)常有類似大圓環(huán)的零件，尤其是航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室部分的冷卻環(huán)或排氣部分的加強(qiáng)環(huán)等。這類大圓環(huán)零件大多是耐高溫合金材料，不僅薄，而且寬度窄。從發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上講，燃燒室是發(fā)動(dòng)機(jī)中最核心的部分之一，燃燒室將熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能的同時(shí)，還要將多余的熱量、廢氣通過燃燒室氣?？?、排氣通道等進(jìn)行及時(shí)的冷卻和排放，覆蓋在氣?？咨系母骷?jí)冷卻環(huán)對(duì)其氣流走向、散熱效果有著密切的關(guān)系，它的制作質(zhì)量也直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率以及使用壽命。而由于這些冷卻環(huán)的自身特點(diǎn)，在加工過程中要投入很多的人力、物力和財(cái)力，尤其是新研發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在試制、評(píng)估過程中更為突出。

例如:某型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)的各級(jí)冷卻環(huán)，如圖1所示，直徑在500～700 mm之間，寬度在15～30 mm之間，材質(zhì)均為GH536，壁厚0.8 mm，工藝加工工序?yàn)?下料→卷圓、焊接→打磨焊縫→熒光→熱處理→脹型→人工時(shí)效→車加工→去毛刺 (打凸包)→終檢→包裝、入庫(kù)。

圖1

1.存在的問題

此類零件看似簡(jiǎn)單，只是個(gè)大圓環(huán)帶，但一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)共有八種內(nèi)、外冷卻環(huán)，且每種只需一件;在試制生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，需要借助專用脹形模具及車夾工裝來(lái)保證加工尺寸。由于工裝體積大，制作成本比較高，加之考慮到科研試制階段樣機(jī)數(shù)量只有兩臺(tái)，而且后期根據(jù)試車情況，部分冷卻環(huán)零件角度可能需要微調(diào)。因此，為了節(jié)約成本，在生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中只制作了必要的脹形模具，結(jié)果，在車兩端面加工工序中，原有的脹形模具因其結(jié)構(gòu)無(wú)法和車床匹配，用脹形模具代替車夾一模兩用的方案失敗，而且脹形模具后期批量生產(chǎn)還需使用，不可以破壞。因此，冷卻環(huán)的寬度加工碰到了瓶頸。如果采用五軸激光設(shè)備代替車加工，雖然可行，但仍然需要制作框架工裝支撐零件，不僅加工費(fèi)用提高，而且生產(chǎn)周期進(jìn)一步加長(zhǎng)，讓人感覺此類圓環(huán)零件加工成本“名不副實(shí)”。

2.解決的方案

針對(duì)這一情況，車間工藝人員進(jìn)行了多次技術(shù)討論，共同出謀劃策，但一直沒得出有效的解決方案，迫在眉睫之際，車間一鈑金工大膽提出一套特殊加工方案，因此，大家?guī)е鴳岩傻膽B(tài)度進(jìn)行了嘗試、驗(yàn)證，現(xiàn)將具體實(shí)施過程簡(jiǎn)述如下:

(1)用抹布將人工時(shí)效后的工件內(nèi)、外表面擦洗干凈。

(2)將工件放置在平臺(tái)上，檢查其是否存在扭曲變形情況，如有對(duì)其變形部位進(jìn)行整形。

(3)根據(jù)圖樣要求尺寸進(jìn)行劃線，具體要領(lǐng)將工件擺放在平臺(tái)上，以工件外徑轉(zhuǎn)接處為基準(zhǔn)，用高度尺在工件內(nèi)徑表面粗劃一條加工線 (之所以在內(nèi)側(cè)劃線，是因?yàn)楸阌谟^察剪裁)，留0.5 mm余量，劃后測(cè)量確認(rèn)，如達(dá)不到要求，用紅色記號(hào)筆將原有的劃線涂掉，重新劃線，并再次測(cè)量。

(4)如圖2所示，將鐵皮直剪刀一側(cè)手柄固定在虎鉗上，手柄下方用墊鐵支撐，調(diào)整好角度，防止剪刀旋轉(zhuǎn)移動(dòng)不利于剪裁。注意:如果是小直徑圓環(huán)，需改用彎形剪刀剪裁。

圖2

(5)按工件內(nèi)徑表面劃線進(jìn)行剪裁，剪裁時(shí)注意工件保持平穩(wěn)，剪完后用氣磨筆去除多余毛刺，使其截面光滑順暢。

(6)將剪裁后的工件放置在平臺(tái)上進(jìn)行高度測(cè)量，用氣磨筆略去高點(diǎn)。

(7)用粉筆涂抹整個(gè)剪切截面，使其截面與涂有機(jī)油的平臺(tái)接觸，機(jī)油要薄而均勻，旋轉(zhuǎn)工件，拿起觀察工件截面滲油情況，如有未滲到油的地方，說(shuō)明此處為低點(diǎn)，不能修理，相反需將滲到油的位置輕微去量，之后繼續(xù)粉筆涂抹，重復(fù)操作，直到整個(gè)截面有90%接觸后，用研磨膏稍微研磨截面，使其平整。

(8)將工件放置在干凈的平臺(tái)上，以研磨好的截面為基準(zhǔn)，用高度尺按圖樣高度劃工件另一側(cè)加工線，重復(fù)6、7兩步操作，且注意隨時(shí)測(cè)量尺寸。

經(jīng)過以上“以剪代車，加以研磨”的簡(jiǎn)易加工方法，不僅能節(jié)約成本，縮短生產(chǎn)周期，而且加工出來(lái)的產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)尺寸精度都很好。

3.存在的優(yōu)、缺點(diǎn)

以剪代車，加以研磨具有以下優(yōu)缺點(diǎn):

(1)無(wú)需增加工裝及專用刀具，節(jié)約加工成本，經(jīng)濟(jì)效益好。

(2)加工方法簡(jiǎn)單，零件不變形。

(3)加工效率高，與同類產(chǎn)品車加工相比，不論生產(chǎn)準(zhǔn)備，還是生產(chǎn)加工，其周期都大大縮短。

(4)劃線和剪裁過程非常關(guān)鍵，要求操作人員技能水平高。

(5)圓環(huán)截面加工不能一刀剪下，存在斷痕，需拋光、研磨，其平面度不如車加工好。

(6)不是所有的大圓環(huán)都能剪裁加工，如圖3所示， “方波”形加強(qiáng)圓環(huán)，在剪裁過程中“方波”會(huì)嚴(yán)重變形，因此，這類零件的加工，必須將其切斷，延展開利用線切割或激光設(shè)備加工其寬度。

圖3

4.加工方法的擴(kuò)展、延伸

除了以剪代車，加以研磨方法外，還有一類大圓環(huán)的加工制作更為簡(jiǎn)單，如某型號(hào)靶機(jī)拖拽的靶子，屬于一次性使用摧毀件，其上有一種噴射管組件冷卻環(huán)尺寸精度要求不是很高，則可以直接采用成型輥輪下條料法，如圖4所示。控制好條料寬度及直線度，后期不再需要脹形及寬度加工，按相配實(shí)物直徑截取總長(zhǎng)，焊接后即可完成，無(wú)需開?；蛑谱鲓A具，既省時(shí)，又省力。

圖4

5.結(jié)語(yǔ)

不管是剪裁加工，還是直接下料方法加工大圓環(huán)，都是一種非常典型的加工實(shí)例，不僅簡(jiǎn)單，而且非常實(shí)用。當(dāng)然用先進(jìn)的設(shè)備、先進(jìn)的加工手段也可輕易保證，但相應(yīng)的也要付出一定的成本。因此，這類零件的加工具體還是要根據(jù)公司自身的條件和特點(diǎn)來(lái)制定，在保證質(zhì)量的前提下，使其經(jīng)濟(jì)效益最大化。

20131109)