提高某型號(hào)附件機(jī)匣精密孔合格率

劉 寧

（中國(guó)航發(fā)南方工業(yè)有限公司 412002）

1 概述

某型號(hào)附件機(jī)匣機(jī)加組件，是某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)上重要的機(jī)匣之一，前端面連接進(jìn)氣機(jī)匣，后端面連接壓氣機(jī)匣，是發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝附件和傳動(dòng)的重要機(jī)匣。為保證傳動(dòng)部位的精準(zhǔn)與平穩(wěn)，附件機(jī)匣上3 處安裝軸承的孔，不但孔徑要控制在0.016的公差范圍內(nèi)，圓柱度控制在0.008 之內(nèi)，且孔的位置度也要控制在0.03 以內(nèi)[1]。

因機(jī)匣測(cè)量基準(zhǔn)與被測(cè)要素距離比較遠(yuǎn)，基準(zhǔn)面大，基準(zhǔn)外圓大，在測(cè)量過程中有誤差放大的效應(yīng)，因此，從加工某型號(hào)附件機(jī)匣首件開始，到目前工加工了4 件，合格率為0%，且超差程度較大。軸承安裝孔壁上各加工了2 處槽，槽深2mm，而總的壁厚因毛坯不均勻，薄處開完槽后僅剩3.5mm。針對(duì)鎂合金孔超差采用的鑲套補(bǔ)救方法，補(bǔ)救后壁厚小于3mm，對(duì)軸承孔的強(qiáng)度有影響，且孔內(nèi)開完槽后，鑲的襯套強(qiáng)度也大大減弱，補(bǔ)救難度和風(fēng)險(xiǎn)極大[2]。

對(duì)于附件機(jī)匣軸承安裝孔位置度超差超過0.06，則無法接收使用。若無法穩(wěn)定加工質(zhì)量，會(huì)嚴(yán)重影響零件交付，制約科研生產(chǎn)任務(wù)，因此提高軸承安裝孔位置度是滿足交付任務(wù)亟待解決的首要問題。

2 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與原因分析

2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表1 為4 件附件機(jī)匣精密孔加工后的實(shí)際計(jì)量值。從表中發(fā)現(xiàn)，4 件零件對(duì)應(yīng)的5 個(gè)技術(shù)條（圖1 和圖2 紅色標(biāo)記處）件全部超差，超差量在一倍以上[3]。

圖1 軸承安裝孔加工示意圖

圖2 加工精密孔示意圖

表 1 附件機(jī)匣精密孔的加工情況統(tǒng)計(jì)表

2.2 零件加工工藝路線分析

1.數(shù)控立車：

使用拼裝夾具，將夾具支靠面車到跳動(dòng)在0.01 以內(nèi)，以D 基準(zhǔn)面進(jìn)行支靠，壓緊3 處工藝凸臺(tái)。加工A 基準(zhǔn)面及B 基準(zhǔn)外圓，并將A 基準(zhǔn)面上的工藝凸臺(tái)車掉。

2.數(shù)控立車：

使用專用夾具支靠A 基準(zhǔn)面，用工藝螺紋進(jìn)行固定。加工D 基準(zhǔn)面及其余內(nèi)容，并將工藝凸臺(tái)車掉。

3.數(shù)控立式加工：

使用拼裝夾具，使用2 根壓桿壓A 基準(zhǔn)面，加工3 處精密孔，H 基準(zhǔn)面。4.數(shù)控立式加工：

找正B1 外圓定中心，找正G 基準(zhǔn)孔定角向，加工所有內(nèi)容。

以上藝路線中加工完基準(zhǔn)面，角向基準(zhǔn)孔以及中心基準(zhǔn)后，最后加工精密孔，且角向孔與精密軸承孔為一次加工完成，更容易保證位精密孔置度合格，因此，工藝路線無問題。

但在跟蹤數(shù)控加工工序，零件壓緊前端面有0.02～0.03 的跳動(dòng)，壓緊后端面跳動(dòng)有0.05 的變化，B 基準(zhǔn)外圓整圈有0.02～0.03 跳動(dòng)。加工時(shí)基準(zhǔn)狀態(tài)與零件自由狀態(tài)相差比較大，這是造成圖1 中精密孔位置度的主要因素。其次，加工零件的機(jī)床FTV850-1200 加工精度也會(huì)影響位置度。

后續(xù)數(shù)控加工，在加工時(shí)由于角向要從G 基準(zhǔn)孔轉(zhuǎn)換過來，但因上道工序加工G 基準(zhǔn)孔及G1 基準(zhǔn)孔本身位置度就已經(jīng)超差，加上零件壓緊變形，導(dǎo)致圖3所示中兩處同軸度也非常難合格。

2.3 超差原因分析及改進(jìn)方案

通過以上工藝路線分析及現(xiàn)場(chǎng)跟蹤零件發(fā)現(xiàn)的問題，得出超差的主要原因在于零件變形及機(jī)床精度低兩個(gè)方面。

零件變形分析，零件變形分為加工變形及壓緊變形。加工變形可從減小切削力入手，加工H 基準(zhǔn)面使用硬質(zhì)合金刀具，鏜孔先使用螺旋銑將孔余量去除，再分粗鏜與精鏜，并將鏜刀桿換成減震且長(zhǎng)度縮短到與孔深相當(dāng)，轉(zhuǎn)速提高，進(jìn)給減小；壓緊變形可從壓緊方式及提高支靠面平面度出發(fā)；因此，形成以下改進(jìn)方案。

（1）數(shù)控立車加工增加A 基準(zhǔn)平面度0.02 要求

（2）數(shù)控立車加工D 基準(zhǔn)面增加0.02 平面度要求，增加與A 基準(zhǔn)面平行度0.02 要求，且保留工藝凸臺(tái)

（3）數(shù)控加工使用可磨削支靠面，在3 個(gè)工藝臺(tái)上進(jìn)行壓緊，并要求壓緊前后檢查A 基準(zhǔn)面跳動(dòng)應(yīng)不大于0.01。

（4）加工刀具，將原使用的普通Φ85T 型銑刀更換成合金Φ100T 型銑刀，增加刀桿的剛性，保證H 基準(zhǔn)面與A 面的平行度及自身的平面度。

（5）程序中增加對(duì)G、G1、G2 基準(zhǔn)孔螺旋銑去除余量

（6）增加粗鏜刀，并將精鏜刀的轉(zhuǎn)速提高，進(jìn)給減小，減小加工變形。

（7）在加工Φ52.9 時(shí)找正G2 基準(zhǔn)孔跳動(dòng)在0.01 以內(nèi)，加工Φ46.4 孔時(shí)找正基準(zhǔn)孔G 跳動(dòng)在0.01 以內(nèi)，將G2 基準(zhǔn)孔設(shè)置為G55，G 基準(zhǔn)孔設(shè)置為G56 來進(jìn)行加工。

（8）更換為高精度機(jī)床SIP5000 行加工

數(shù)控加工前，先將夾具支靠面銑平，保證跳動(dòng)在0.01 以內(nèi)，壓緊位置為數(shù)控立車保留的工藝臺(tái)，壓緊力均勻且支靠面配合較好，零件裝夾后檢查A 基準(zhǔn)面跳動(dòng)不大于0.01 可以達(dá)到，保證了加工時(shí)零件狀態(tài)與加工時(shí)的狀態(tài)一致。

后續(xù)加工圖3 內(nèi)容的工序，使用專用工裝，用50 個(gè)螺紋孔進(jìn)行固定，可保證零件壓緊力均勻，有效控制零件變形。

3 結(jié)論

通過以上改進(jìn)，附件機(jī)匣上安裝軸承的5 處精密孔已經(jīng)全部合格，但合格有60%是在邊緣處，后續(xù)還應(yīng)在加工參數(shù)及找正方法上進(jìn)行改進(jìn)，減小找正誤差，減小加工變形等，使加工更加穩(wěn)定。