钛合金薄壁曲面前轴颈工艺研究_搜钛网
企业信息化建设
电子商务服务平台
 
当前位置: 搜钛网 » 资讯 » 加工技术 » 钛合金薄壁曲面前轴颈工艺研究
  

钛合金薄壁曲面前轴颈工艺研究

发布日期:2018-07-12  浏览次数:91
为提高钛行业各大公司或个人网站质量排名,搜钛网即日起:凡是钛行业网站,无论新站、老站网站友情链接,来链必换!注:本站百度权重2,即将升为权重3。联系 QQ: 809170000
  摘 要:本文以某发动机“前轴颈”为载体,说明薄壁钛合金轴颈类零件的加工工艺,通过合理的安排工艺路线,优化工装结构,减小加工过程中的受力变形,利用数控加工设备实现薄壁腹板内外型面、加强螺纹、引线槽等数控加工,保证设计尺寸及技术要求。
  关键词:薄壁腹板型面车削;数控编程;变形控制;壁厚差保证
  某发动机高压压气机前轴颈是安装在高压压气机转子上的关键件,该零件结构复杂,尺寸精度高、技术条件要求极为严格,材料TC17的切削性差,是难加工材料,刀具易磨损,加工硬化现象严重。零件薄壁大端型腔复杂,需要设计、制造特殊结构的专用机夹刀具,采用数控车床,编制合理的数控程序,完成前轴颈深腔薄壁幅板型面和螺纹的加工。此外,引线槽、径向孔、锁片槽以及斜孔等结构需要在四坐标、五坐标加工中心上加工。
  1 工艺分析
  该零件结构复杂,尺寸精度及技术条件严格,加工过程中难以保证,需要制定合理方案来完成零件加工,包括零件内外复杂型面的加工问题、壁厚差控制等复杂结构的加工。零件大端的辐板型面为薄壁结构,外圆直径为Φ498mm、大端面厚度2mm,浅喇叭辐板厚度3.16mm,型面范围大,且腹板型腔复杂,腹板型面为圆弧转接,小端直径85.5mm,总长338mm,结构刚性差,技术条件要求严格。大端内外止口、小端止口、两处加强螺纹对设计基准的跳动为0.01mm,零件尺寸精度和技术条件要求严格。采用以往加工方法研制,通常在普通车床上、用多把焊接刀具多次测量来完成零件加工,对操作者技能要求高,难于保证零件质量。必须在精密的数控机床上,制定合理的刀具结构、编制合理的数控加工方案,完成零件加工,满足设计要求。
  该零件为薄壁轴颈类零件,依据零件材料、结构进行工艺分析,零件主要轮廓需采用数控车加工,为此减小零件切削变形,保证技术条件是关键。斜孔及径向孔等结构在四坐标及五坐标加工上进行。为减小零件变形,采用如下措施:
  1.1 工艺路线
  毛料—粗加工—稳定处理—半精加工—精加工。
  工艺路线安排如下:车大端-车小端-超声波-细车小端-细车大端-稳定处理-半精车内型面-半精车外型面-精车内型面-研磨大端面-精车外型面-标印-钻孔-研磨大端面-钻斜孔-插花键-钻径向孔-铣锁片槽-铣大端半圆槽-研磨大端面-抛光-荧光检查-最终检验-喷涂-磨外圆-修复基准-打磨-检验-静平衡-湿吹砂-涂干膜润滑剂-包装入库
  1.2 夹具结构
  由于合金薄壁轴颈类零件容易产生零件回弹变形,零件尺寸和技术条件难以保证。夹具设计时需增加支撑结构以增加零件刚性,采用轴向压紧的方法固定零件以减少零件的压紧力,减小零件加工过程中的变形,提高加工精度。定位装夹时所选用工装的结构要合理,以增加零件刚性。
  2 数控程序的编制
  2.1 编制程序原则
  编制数控程序应考虑:
  ①根据零件材料、结构特点,选取合理刀具结构。
  ②在强度允许的条件尽可以增加切深和切削速度。
  ③余量较大时应安排粗车循环,减少工人手动上刀补的出错机会。
  ④还应考虑零件结构刚性,在走刀路线安排上尽量减少零件变形。
  ⑤在精车时尽量采用轮廓编程以保证尺寸和技术条件要求。
  2.2 MasterCAM编程
  建立精车数控模型、仿真模拟走刀路线,检查刀具干涉情况。内外型面交替加工以减少零件变形,在接刀部位,圆弧进退刀,保证接刀部位圆滑转接。另外MasterCAM中建立相应刀具库,以便自动编程时调用。将由AutoCAD中建立的半精车及精车工序的理论截面图形导入到MasterCAM中,将前工序作为毛坯,后工序作为零件的几何实体,将工序图表中尺寸全部换算成中差尺寸,建立了数控车削6道工序的数学模型。
  在MasterCAM lathe车削模块中刀轨的生成,一般按以下操作进行,确定MCS坐标系,选择刀具及刀具的具体参数,选择加工方法,选择加工边界,设置刀具路径产生刀位文件,刀轨的后处理。
  3 加工试验
  3.1 摸索变形规律
  加工过程中可以用零件余量进行切削试验,摸索TC17零件变形规律。通过对比上刀量与实测值间差值,进行上刀试验。由于切深、转数及进给量不同,刀片的锋利程度不同,零件和刀具受力亦不同,零件回弹变形程度也不同。尝试找出其变形的特点和规律,实际加工中,由于零件直径大,大端面壁厚仅2mm,零件轴向尺寸较长,刚性下降。腹板实际加工中,选用R2.5球刀,刀具切削刃与零件接触面积过大,使切削力增大,零件发生震动,在大端端面出现振刀波纹,加工过程中噪音大。经过改变装夹位置,调整加工参数,振纹消失,光度得到很大提高。
  3.2 技术条件保证
  在精车外型面的加工中,应先车加工全部,单边留0.5mm左右余量时,松开压板,去除压紧力,在夹具定位面上将零件反复旋转,充分释放零件加工应力,采用较小压紧力重新均匀压紧零件,将零件加工至设计尺寸,以保证技术条件。
  3.3 夹具减震支撑
  夹具设计上为避免零件变形,采用轴向压紧、同时涨紧内孔结构,有助于提高零件刚性。夹具在设计时考虑到零件加工时的测量问题,将小端止口的支撑设计为可拆卸的,以便用内径千分尺直接测量。在精加工工序,因零件刚性差,使用的夹具定位表面与零件的配合间隙要合理,根据工艺规程中各工序给出的零件定位表面的尺寸公差和形位公差,来确定夹具定位表面的尺寸,使零件在装夹后保证零件在夹具上的准确定位,便于加工、找正。
  3.4 壁厚差的保证
  在精车内型面时,需要同时加工外圆表面,以保证内外型面同轴。在精车外型面时,找正该外圆表面的跳动不大于0.01mm,这样可以保证零件内外型面同轴,能满足壁厚差不大于0.05mm的要求。
  4 结果讨论与分析
  结合以往同类零件经验,合理选择加工设备、制定合理工艺路线,有效将零件变形量控制在规定范围内,零件满足设计尺寸的要求。
  参考文献
  [1]盘轴制造技术[M].北京:科学出版社,2002,10.
  [2]数控编程理论、技术与应用[M].北京:清华大学出版社.

关注右侧搜钛网二维码 了解

"重磅!宝鸡多家钛企环境污染治理被列入国家督办问题"

分享与收藏:  资讯搜索  告诉好友  关闭窗口  打印本文 本文关键字:

为您推荐更多相关文章

 
推荐图文
推荐资讯
最新文章