航空電子設備結構件機械加工工藝設計研究

馬薔軼

（西安航空計算技術研究所，陜西 西安 710068）

隨著航空零部件各項使用性和適應性需求的不斷提高，要求機械加工結構件具備更加良好的機械性能，針對結構件的機械加工提出了更高的要求，而工藝設計是機械加工的核心和重點。因此，通過簡明直觀的機械加工工藝執行文件來規范機加工藝行為，能夠有效優化工藝路線和質量控制措施。

1 工藝規程設計

機械加工工藝規程是組織結構件機械加工生產（生產準備和計劃調度）的主要技術文件，也是現場技術人員需要嚴格執行的工藝技術文件，在結構件投產前，需要依據技術文件進行準備工作，例如，材料定額、毛坯供應、機床的調整，專用工藝裝備（如專用工裝、刀具和量具）的設計與制造、生產作業計劃的編排、勞動力的組織，以及生產成本的初步核算等，按照工藝規程組織生產，科學銜接加工工序，就能夠實現高質量和低消耗。

1.1 工藝規程設計要求

機械加工工藝規程存在基本的設計要求：工藝規程應正確、完整、統一；在充分利用現有生產條件的基礎上，采用先進工藝技術；在保證產品質量的前提下，盡可能提高生產效率降低成本；設計工藝規程應對設計資料和樣件進行分析研究，按照結構特征和工藝要求盡量設計典型工藝規程和專業工藝規程；設計工藝規程應考慮安全、工業衛生、環境保護等要求；工藝規程中的術語符號、代號和計量單位應分別符合相應的法規和標準規定；工藝規程的編號應統一、便于管理。

工藝規程編制的一般過程為編制準備、工藝規程編寫、編制內容檢查等三個階段，主要是指對設計文件進行工藝分析，梳理規程框架、細化工藝要求、編制工藝規程，依據自查表，進行編制后的工藝規程自查，工藝編制流程見圖1。

圖1 工藝編制流程

在編制零件加工工藝之前，需要對零件圖進行認真的研究和分析，了解零件的所有結構特征，對其工藝過程和特點形成大致的概念，確定該零件應采用的加工方法。檢查圖紙視圖、剖面和剖視等是否完整地表達了零件的構形；必要的尺寸、公差、表面粗糙度、表面形狀和位置關系等是否標注齊全；材料名稱牌號、熱處理、表面處理和其它技術條件是否清晰。只有符合工藝性審查的圖紙才能進行工藝規程編制，保證產品順利生產。

1.2 零件圖紙特征分析

零件圖紙特征分析是工藝規程設計準備的核心，通過零件視圖來了解零件的結構特征、精度要求、選用材料、技術要求、表面處理等，還需通過裝配圖，熟悉該產品的工作條件和用途，明確該零件在產品中的位置和作用功能，了解零件個性技術要求的依據。一般結構比較簡單的零件，通過以上分析，并根據現有生產條件和工藝技術，即可對零件生產形成大致的概念，初步確定零件加工工序的內容和順序。

有時設計尺寸不能完全符合加工要求，很難直接加工，這時需要用工藝尺寸代替原設計尺寸，稱為工藝尺寸換算。換算通常由最終尺寸逐步向前推算，便得到了每一工序的工序尺寸，換算的目的是保證原設計要求，便于加工、提高生產率。在零件加工過程中，由相關工序尺寸、設計尺寸或加工余量等所組成的尺寸鏈為工藝尺寸鏈，它是由機械加工工藝過程、具體加工方法所決定的。圖紙中直接規定的尺寸，即經過加工直接獲得的尺寸叫工藝尺寸鏈的組成環，而間接獲得的或間接保證的尺寸則是封閉環，工藝尺寸鏈的封閉環，是由加工過程和加工方法所決定的，是最后形成和間接保證的尺寸，而當封閉環為設計尺寸時，其數值應嚴格保證。

2 工藝規程編制方法

編制工藝規程所依據的核心文件應是經過確認有效的設計圖紙，其他文件和設計輸入僅作為設計圖紙的補充。同時，機加專業標準規范是編制機加工藝規程的專業技術基礎，應優先選用標準規范推薦的工藝流程、工藝方法、工藝材料、工藝參數，使用機加典型工藝規程作為產品機加編制工藝規程的參考，工藝規程中的操作要求應指向機加各工序的標準作業指導書，做到規范統一。

2.1 工藝規程工序安排

工藝路線是否需要劃分階段，主要由工件變形對精度的影響程度來確定。按工序性質的不同，一般可劃分為粗加工、細加工和精加工階段，零件按階段依次加工，有利于消除和減少變形對精度的影響。一般粗加工切除余量大，即切削力、切削熱以及內應力重新分布等因素引起的工件變形就較大，相反細加工余量較小，工件的變形也較小，而精加工工件的變形就更小。因此，工藝路線劃分成階段進行，可避免已加工表面的精度遭到破壞。

根據零件的技術要求，首先應選擇能保證該要求的最終加工方法，然后再確定各工序、工步的加工方法，包括材料的性質及可加工性、工件的結構形狀和尺寸大小、生產率、現有生產設備和技術條件等。同時，還應考慮每種加工方法的經濟精度范圍，還應包括由于基準不重合而提高某些表面的加工要求或由于被作為精基準而對其提出更高的加工要求。

機加生產工序主要包括毛坯、鋸下料、銑削外形、銑削輪廓、數控銑削、車削、鈑金（數鈑）、鉗工、刻字、箱體釬焊、熱處理、表面處理（電鍍）等。其生產流程圖見圖2。

圖2 機械加工生產流程

2.2 工藝規程編制內容

工藝規程中關于人員、設備、材料、文件、環境、多余物、污染、裝配應力、傳遞防護、生產安全等方面的生產過程控制要求應符合機加生產過程要求，并在工藝規程中相應位置作出明確要求，設置相應檢驗點。在產生多余物或易混入多余物的工序和環節應強調多余物的清理，包括清理方式和清理效果，并設置相應的多余物檢查點。在存在或產生污染物的工序和環節，應明確減少污染物產生的方法和正確處置污染的方式。

機械加工工藝規程一般應包括封面、工藝過程卡片、工藝附圖等部分。工藝規程編制按“一頁紙工藝”新模板進行編制，一工序一頁紙描述，提高工藝規程可讀性，易于理解。示例見圖3 ～5。

圖3 機加工藝規程封面

圖4 機加工藝規程工序

圖5 機加工藝規程附圖

封面應包含產品型號、資料型別、文件代號、工藝文件名稱等信息。工藝過程卡片應包含工序號、工序名稱、通用要求、材料牌號及規格、設備、工具、工裝、操作步驟及要求、注意事項等內容，如不涉及內容可不填寫。

工藝過程卡片應按產品的工藝流程進行工序的排序，每個工序應包含所遵循的通用要求以及本工序技術方面所遵循的工藝規范、管理規定和作業指導書。生產過程中使用的設備、工裝均應列出，并寫明名稱、型號、主要參數、精度等內容，專用工裝應列出工裝編號，檢驗用的量具應列出量具編號，生產過程中使用的原輔材料均應列出，并明確型號或規格等信息。工序描述采用工藝附圖或產品圖片進行展示，通過工藝圖紙或產品圖片等形式清楚地表達工序關鍵控制信息，在數銑等工序應在右側描述相關刀具、對刀位置和數控程序等信息。工藝規程發生更改時，在工藝規程中填寫更改信息，含更改標記、更改單號、更改人簽字和更改日期。

工藝規程編制完成后，工藝人員應當針對機加工藝規程的完整性、正確性、可操作性進行檢查，經過檢查確認的工藝規程方可提交流程進行審簽并下發至生產現場指導生產加工。

3 結語

進行機械加工工藝設計規范研究是有效提升航空電子設備結構件生產加工水平和保證產品質量的必要手段，而機械加工工藝規程是工藝設計在生產現場的進一步延伸，本文通過明確機械加工工藝規程的設計要求、零件圖紙的特征分析、工藝規程工序安排、編制內容以及檢查要求等，旨在提高生產準備效率、協助現場技術人員更好地完成各項工序的加工，準確完成制造任務。