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高压压气机前机匣精密孔高效加工技术
作者：冯湛何东敏
来源：《建筑工程技术与设计》2015年第14期
【摘要】高压压气机前机匣是一个结构复杂、技术含量高、加工难度大的大型精密薄壁对开机匣。整个机匣上各种径向孔、轴向孔多达500余个。孔的种类繁多，尺寸公差与技术条件要求严格。在发动机类零件的钻、镗、铰孔加工中具有一定的代表性。文章着重介绍前机匣高效孔加工工艺改进过程和实施方法。
【关键词】高效钻、镗、铰切削工艺路线
1.引言
航空发动机的制造是一个国家制造业的典型代表，它集制造业的设计、工艺、材料、加工、质量控制等领域的高、精、尖技术为一体。结构复杂、壁薄、材料难加工、尺寸精度高是发动机零件的典型特征。
本项目以发动机前机匣为载体，进行了详细的工艺分析。目前现有的钻孔、镗孔和铰孔加工程序，其工艺是80年代首件试制时编制的，多年以来一直就没有进一步完善与提高，沿袭了普通设备加工的切削参数。这种加工格局存在一定的不足，再不进行改进，就不能满足机匣产品定型后批量生产的需要。所以精密孔的高效加工就成了我们重点研究的当务之急。
2.前机匣零件结构分析
高压压气机前机匣是机匣产品机械加工中结构最复杂的机匣，其加工周期长，技术要求高、加工难度大。机匣材料是钛合金，为对开式结构。该零件在制造过程中有三大关键工序，即：外形面铣削加工、内形面车削加工和径向镗孔加工，这三道工序都具备了加工周期长，难度高的特点。前机匣仅径向孔、前、后端面孔，对开纵向结合面装配连接孔等就多达500多个。其中包含280个镶叶片的径向孔，分布在外型面的0-3级梁上（见图2.1）。
孔直径公差为0.018，位置度不超过0.1。这些孔两侧都有台阶孔（见图2.3）。
而整个机匣内外型腔车、铣加工完毕后，整个机匣壁厚只有2.5毫米，由于机匣壁较薄，孔加工时会对加工尺寸产生影响。除此之外，前、后安装边上分布有高精度的轴向定位孔与连接孔。机匣的上、下两半部对开结合处有连接装配孔。在1-6级腔槽中又分布有构型复杂的各种直的、斜的凸台、一些台阶孔就位于这些凸台上。斜凸台上的孔与发动机轴线空间夹角不尽相同，需要在五坐标加工中心上主轴摆动一定角度才能加工。如采用普通设备，每加工一个空间角度不同的孔，就要配一套工装，无论在加工成本上，还是在加工周期上，都不划算。前机匣的这种结构给加工带来了相当大的难度。