航空類殼體工藝規(guī)劃策略

曹 杰，禹 洋

(航空機(jī)電系統(tǒng)綜合航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中航工業(yè)金城南京機(jī)電液壓工程研究中心，江蘇 南京 211106)

航空類殼體工藝規(guī)劃策略

曹 杰，禹 洋

(航空機(jī)電系統(tǒng)綜合航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中航工業(yè)金城南京機(jī)電液壓工程研究中心，江蘇 南京 211106)

為滿足機(jī)載設(shè)備在飛機(jī)上有限空間位置的安裝，航空類殼體結(jié)構(gòu)一般都非常緊湊，且形狀復(fù)雜。除少數(shù)直接采用棒料或板料加工外，多數(shù)殼體件均采用鑄造毛坯，部分強(qiáng)度要求高的則采用自由鍛件或模鍛件。本文概述了航空類殼體的工藝特點(diǎn)，工藝加工應(yīng)遵循的一般原則，以及保證加工精度應(yīng)遵循的一般原則，并列舉了以毛坯為棒料的某型航空類殼體的工藝規(guī)劃流程，概述了該型航空類殼體部分工序的加工工藝策略。

航空類殼體；工藝特點(diǎn)；工藝規(guī)劃原則

1 航空類殼體工藝特點(diǎn)

航空類殼體的工藝特點(diǎn)[1]如下。

1)因殼體形體復(fù)雜，除少數(shù)直接采用棒、板料加工外，多數(shù)殼體件均采用鑄造毛坯，部分強(qiáng)度要求高的則采用自由鍛件或模鍛件。

2)殼體件一般尺寸較大，特別是框架類殼體件，其外輪廓尺寸與截面尺寸比值大，剛度較差，裝夾容易引起變形，故夾緊力不宜過大。

3)液壓、燃油系統(tǒng)產(chǎn)品殼體件內(nèi)油路孔縱橫交錯(cuò)，且多為長徑比很大的深孔。加工中，從刀具選擇、夾具上的刀具引導(dǎo)和加工順序的安排上考慮，應(yīng)降低鉆孔偏斜度，以確?？妆诤穸仍谝蠓秶鷥?nèi)，必要時(shí)可使用專門加工設(shè)備或刀具(如槍鉆、小孔電火花等)。

4)對于有色金屬合金殼體件，因材料線膨脹系數(shù)較大，故加工和測量時(shí)，應(yīng)注意切削熱和環(huán)境溫度變化對最終尺寸的影響。

5)殼體加工尺寸多，加工周期較長，加工工序設(shè)計(jì)、機(jī)床、工裝設(shè)計(jì)、加工基準(zhǔn)和余量的選擇都直接影響加工周期的長短和工藝成本的高低。

6)鎂合金材料在大氣中易腐蝕，加工工序之間應(yīng)采取積極的防腐蝕措施。

2 航空類殼體加工工藝一般原則

鑄件和模鍛件殼體加工工藝一般遵循先面后孔、先粗后精和基準(zhǔn)先行的原則[2]，具體為：1)安排鉗工劃線找正加工基準(zhǔn)，包括中心、角向基準(zhǔn)等；2)依據(jù)劃線基準(zhǔn)，將毛坯基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為機(jī)械加工定位面或定位孔基準(zhǔn)；3)進(jìn)行精度低的孔(安裝孔、油路孔和螺紋孔等)、平面和凸臺(tái)加工，以及精度高的孔和面的預(yù)加工；4)安排精加工和綜合加工(如清理、試漏、清洗、表面處理及檢驗(yàn)等)。

3 航空類殼體加工精度一般原則

粗加工階段，一般包括清理毛坯(鑄縫、飛邊、基準(zhǔn))、劃線和刻批序號(hào)和去除大部分加工余量，一般采用車、銑和鉆等加工手段[3]。工藝定位面范圍應(yīng)盡量選的大些，定位孔的距離應(yīng)盡可能選得大些，壓緊點(diǎn)也應(yīng)選在厚實(shí)的地方，以防止壓緊變形。大部分材料在粗加工階段去除，零件表面質(zhì)量和輪廓精度沒有太高要求。

半精加工階段對要求比較高的部分先進(jìn)行預(yù)加工，其余部分加工到位，一般采用車、銑、鉆、擴(kuò)、鉸和粗磨等加工手段。

精加工階段是將零件要求高的部分加工到最終尺寸。一般采用精磨、鏜、研和拋光等加工手段。

4 某型航空類殼體工藝流程規(guī)劃

4.1 實(shí)例

某型航空類殼體材料為7A09-H112，毛坯為棒料(尺寸φ165 mm×145 mm)，其二維圖(消隱尺寸)如圖1所示，三維圖如圖2所示，工藝流程圖如圖3所示。

圖1 某型航空類殼體二維圖

圖2 某型航空類殼體三維圖

4.2 加工工序

加工工序如下。

1)粗加工階段加工角向孔。本工序在立式加工中心進(jìn)行，采用虎鉗定位夾緊，加工中心孔φ41 mm和角向孔φ10 mm。其中，角向孔位置加工在工藝凸臺(tái)上，保證角向孔對A、B基準(zhǔn)位置度≤φ0.05 mm，如圖4所示。

圖3 某型航空類殼體工藝流程圖

圖4 加工角向孔工序圖

2)半精加工階段銑加工外型和孔。半精加工階段如圖5所示，根據(jù)殼體的4個(gè)待加工面的特性，采用相同裝夾定位方式，安排4道立式加工中心加工面工序。如果設(shè)備條件允許，可采用四軸或五軸合并加工。此階段多數(shù)為加工外型和預(yù)加工孔，所以尺寸精度要求不高。

圖5 銑加工外型工序圖

3)精加工階段精加工孔和面。在五軸加工中心采用半精加工階段的一面兩銷一次定位，分二次壓緊的方式，加工除大內(nèi)腔外所有內(nèi)容。加工結(jié)果如圖6所示。

圖6 精加工孔和面三維立體圖

4)內(nèi)腔及工藝凸臺(tái)的去除在立式加工中心完成，采用側(cè)面一面兩銷定位。

5)后續(xù)工序安排電火花機(jī)床打方槽、清洗、檢驗(yàn)、表面處理(硫酸陽極化)以及鉗工拋光導(dǎo)電面等。

5 結(jié)語

本文概述了航空類殼體工藝特點(diǎn)，分析了加工工藝應(yīng)遵循的一般原則。掌握航空類殼體工藝特性是進(jìn)行工藝規(guī)劃策略研究的基礎(chǔ)。通過某型航空類殼體的實(shí)際加工驗(yàn)證，其工藝方案合理，零件的加工質(zhì)量完全能滿足設(shè)計(jì)零件圖的技術(shù)要求，對其他航空類殼體的加工具有一定的參考價(jià)值。

[1] 范崇洛.機(jī)械加工工藝學(xué)[M]．南京：東南大學(xué)出版社，2009.

[2] 石從繼.數(shù)控加工工藝與編程[M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2011.

[3] 呂崇明.機(jī)械加工工藝學(xué)[M].北京：中國勞動(dòng)和社會(huì)保障出版社，2006.

責(zé)任編輯馬彤

AirlineShellProcessPlanningStrategy

CAO Jie，YU Yang

(AVIC Jincheng Nanjing Mechanical and Electrical Hydraulic Engineering Research Center,ComprehensiveAviation Science and Technology Key Laboratory of Mechanical and Electrical System,Nanjing 211106,China)

In order to meet the limited space on the plane airborne equipment installation, airline shell structure is generally very compact and complicated. Due to the complex shell form, most of the shell parts adopt casting blank, part of the requirement of high strength using free forging and die forging, just a few shell uses the bar. Processing characteristics, this paper mainly summarizes the airline shell shell aviation technology processing order should follow the general principles as well as ensuring the machining accuracy should follow the general principles, which is blank for the bar of a certain type of air class shell process planning process, and summarizes the processing technology of shell part of the process in the class of type air strategy.

airline shell，process characteristics，process planning principles

TH 162+.1

：A

曹杰(1983-)，男，工程師，主要從事機(jī)械加工等方面的研究。

2014-12-28