某航空发动机吊架零件球孔加工工艺优化.pdfVIP

精密制造与 自动化 2014年第3期 某航空发动机 吊架零件球孔加工工艺优化 孙义林 胡增荣 赵利润 徐 华 (1．苏州大学 江苏苏州 215l31； 2．新宇航空苏州有 限公司 江苏苏州 215021) 摘 要 介绍了某航空发动机 吊架零件球孔加工工艺的优化过程。由于该吊架零件的材质是镍基高温合金，并且 球孔尺寸要求和位置度要求高，导致加工困难、加工时间长。为缩短加工工时，分别从切削用量、刀具、机床和 加工方法几个方面进行讨论和实验研究。结果显示，仅优化切削用量只能小幅度提高加工速度，使用成型刀具能 提高加工速度，但不能保证加工质量；而采用车削的方法能够很好的解决问题，理论上可以将该零件的3个球孔 加工工时由原来的 13h缩减到 1．5h之 内。同时指出车加工工艺的关键是车夹具并给出了夹具的设计结果，用所 设计夹具进行实际加工，证明工艺改进达到预期效果。 关键词 航空 高温合金 球孑L 加工 该航空发动机 吊架是用来将发动机连接到机翼 下部的连接件 。该零件需要在高温条件下工作并且 要求有较高的高温强度 ，能够抗氧化、抗腐蚀 ，所 以此零件采用了 inconel718镍基高温合金来制 造 。所谓高温合金一般是指在 600 1200℃高温下 能承受一定应力并具有抗氧化、抗腐蚀能力的合金。 出 高温合金虽然有优 良的高温性能，但也正是由于其 (b) 毛坯图 热稳定性好、高温强度和硬度高、耐腐蚀、抗磨损 图1 吊架零件图和毛坯图 等特点，因此其切削加工性能就表现的特别差，是 典型的难加工材料。研究表 明，如将 45钢 (正火) 1 问题提出 的切削加工性比作 1，则高温合金的切削加工性系数 该零件球孔加工原先是在立式加工中心上采用 大约为 0．05~0-3左右，也就是其加工难度是普通碳 钻孔、扩孔的办法先加工出圆柱形底孔，然后使 钢的几倍到十几倍 “。该吊架零件如图 1所示。其 用圆形硬质合金铣刀逐层铣削的办法加工出球孔 毛坯为整体锻造件，零件加工难点在于3个球孔的加 的，铣刀走刀路径在下降方 向上是不连续的，如 工，3个球孔相互之间有0．05mnl的位置度要求，球 图2和图3所示。由于该零件材质为 Inconel718高 孔本身的尺寸精度要求为±0．0095rnrn，3个球孔中 温合金，所以切削速度很慢，单这 3个球孔粗、精 2个小的孔直径是 57±0．0095rnin，大的孔直径 加工就需要 13h左右，经过分析加工过程，其耗时 是 67±0．0095nqlTl，工件厚度是 28mm。 最多的是精加工 。当球孔 的圆柱底孔分别加工到 50mlrl和 60nllll时，单边最大余量还有3．51TUTI， 这时使用如图2所示的直径为 40rnrn的铣刀 ，经过 两次耗时共 30min的粗铣后单边留0．2mm进行 精加工。精加工时主轴转速 1800ffmin，进给速度 400mm／min，刀具沿轴 向以0．21TUTI间距下降，需 要分3次走刀加工到设计尺寸，切深分别为0．01mm 和两次 0．005mm。但 由于机床刚度不足和刀具让刀 等