某延伸機匣機械加工工藝研究

摘?要：文章闡述了機匣類零件的結構特點，對機匣加工工藝進行了分析，并對某延伸機匣進行了生產工藝的制定。在制定生產工藝的過程中，發現了工藝路線較長、零件易變形、零件圓度和平面度差的問題。針對這些問題，提出了縮短工藝路線，改變走刀路線，控制軸向變形等辦法，以提高零件的加工效率和加工質量。

關鍵詞：工藝優化;變形控制;薄壁機匣

近年來，隨著機匣設計生產技術的發展，機匣零件的材料及結構發生了很大的變化，越來越多的材料被用于機匣零件的生產，與此同時，機匣的功能也變得更加的豐富。但是在機匣的生產過程中，各種各樣的問題也是層出不窮，為了解決這些問題，就需要對機匣機械的加工工藝進行研究和優化，以提高零件的質量，從而滿足相關領域的生產需要。

一、機匣類零件結構特點分析

當前階段，機匣類部件成為了航空發動機部件的主要組成部分，在航空發動機領域得到了廣泛應用。機匣類部件種類較多，因此，不同的機匣部件功能各異，不同位置的機匣部件在航空發動機的運轉過程中發揮著不同的作用。根據機匣部件的結構，可以將其分為環形、箱型兩類，而環形機匣又可以分為帶整流只板環形機匣、對開環環形機匣、整體環形機匣三種。

大多數發動機的環形機匣都屬于薄壁類機匣，結構復雜。因此，在加工機匣部件時需要通過多個環節的加工才能完成，加工環節主要分為粗、半精、精加工。第一個環節的任務是去除部件的余量，該環節對部件加工的精細度要求較低。而半精加工環節主要是為后續的加工提供便利，通過半精加工消除形變、去除余量，使部件更加均勻。精加工作為最后一個環節，加工余量小，但是對加工的精細度要求較高，這一環節的目標是使零部件符合設計要求。

二、機匣加工工藝

（一）加工工藝特點

航空發動機的機匣結構比較復雜，壁厚變化大，需要極高的加工工藝才能使部件符合設計要求。對機匣部件進行加工，主要分為兩個部分。一部分是機匣的外表面加工，另一部分是機匣的內表面加工。機匣的外表面加工對工藝的要求較高，因為外表面通常需要連接一些附件系統，如電氣、油路、管路等，必須要保證位置、尺寸的精確。機匣的內部加工對于制造精度的要求也比較高，因為發動機機匣內部承載著葉片，只有保證部件的精度才能完成動力的輸出工作。綜上所述，機匣加工的難點主要是材料不易切削、薄壁易變形等。因此，在機匣的加工過程中，切削機床的選擇就顯得尤為重要。

（二）切削機床的選擇

對于發動機機匣的加工來說，傳統的加工工藝已經無法滿足制造精度的要求。近年來，隨著數控機床加工技術的發展，銑車復合加工成為了機匣加工的常用工藝方式，銑車復合技術可以一次完成內外表面的加工，從而減小誤差，提高工作效率以及機匣部件的質量，

三、某延伸機匣工藝制定及優化

（一）初始工藝方案制定

在零件的研發制造階段，應采用多次分步去除余量的方案，因為這種方案可以為零件的質量提供保障，提高加工質量。與此同時，在加工過程中，還應在粗加工和半精加工環節之后進行應力處理，從而將加工過程中零件殘余應力對零件變形的影響降到最小，在完成工藝路線與余量安排之后，還需要對銑加工方案進行規劃。機匣加工首選需要進入Manufacturing，一方面通過確定MCS坐標系，來對刀具以及刀具方式進行選擇，設定切削參數。另一方面，還需要選擇加工方式，以及加工邊界，設置產生刀具路徑。只有完成這兩部分工作，才能產生刀位文件，進行加工。某延伸機匣外部結構復雜，因此，在制造過程中需要制定合適的分區方案，以提高生產的穩定性，提升加工質量。

除了以上兩個環節以外，走刀線路的選擇也是非常重要的。由于精銑和細銑工藝特點的不同，在某延伸機匣的銑加工中，需要借助不同的走刀路線才能完成零件的加工。圓周銑削和軸向銑削是機匣表面的銑加工過程中，使用次數較多的兩種走刀路線。在粗銑工序中，它的工作內容以去除余量為主，應選用圓周銑削，圓周銑削的走刀路線簡單，更適合初始階段的零件加工。而在精銑工序中，則應選用軸向銑削的走刀路線，因為軸向銑削可以對受力方向進行改變，將其改變為沿軸方向，能夠保證部件的完整，減少部件的變形。

（二）工藝方案優化

如果按照初始的工藝方案進行加工，不僅會延長加工的周期，還會影響生產加工的穩定性。因此，在大規模生產之前，還需要對初始的工藝方案進行優化，以縮短工藝路線。在銑加工時，應改變走刀路線，將沿圓周方向的加工改為對圓周對稱的區域進行加工，采用這種走刀路線，可以有效抵消加工應力，從而盡可能地避免部件變形情況的發生。與此同時，還需要進行軸向基準的控制，來保證零件狀態的穩定。一般來說，延伸機匣的粗車加工會交給外包公司進行加工，很多廠家為了提高加工效率，會采用較大的切削參數去除余量，從而導致零件的平面度較差。為了改變這個情況，就需要對生產廠家的參數進行控制，要求廠家盡可能地的選擇較小的加工參數，以保證零件的質量。

四、結論

綜上所述，對機匣機械的加工工藝進行研究，能夠發現機匣部件生產過程中存在的問題，通過對生產工藝的優化，可以縮短加工周期，減小部件的變形，提高機匣部件的加工精度和加工效率。并且隨著我國工業技術、設備的發展，一定會推動機械加工領域的進一步發展，使我國的機械加工變得更加的智能和高效。

參考文獻：

[1]于志涌.航空發動機機匣加工工藝探討[J].科技創新與應用，2013（17）.

[2]馮國袖.航空發動機機匣高效加工工藝研究與實踐[D].武漢：華中科技大學，2015.

[3]徐金梅.大型薄壁機匣加工工藝研究[J].中國新技術新產品，2012（18）.

[4]于智勇.復合加工技術在薄壁機匣加工中的應用[J].技術革新，2013（16）.

作者簡介：林東玲（1979-），女，漢族，遼寧沈陽人，碩士，講師，主要研究方向：機械設計及理論，機械設計制造及其自動化等。