论大型薄壁件车加工变形质量控制
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１概述 某 大 型薄 壁 件 是某 新 机 的 关 重部 件 ， 在 高温 、 压 、 高 高转 速 的恶 劣 环 境条 件 下 工作 ； 零 件选 用材 料 为钛合 金 ， 件 直径 大 ， 厚 较 零 壁
用适 当的走刀 方 式 ， 计 专用 减振 工装 ， 用 设 使 合 理 的机夹 刀具 ， 才能保 证零 件 的加 工要求 。 ２２ 钛 合 金 的切 削加 工 特 点及 加 工 中 ． 的注 意事项 ２２ 钛合 金 的切削 加工 特点 ．１ ．
钛合 金 材料 属 于 典 型 的难 加 工 材 料 ， 主 要 切 削特点 是 ： ０ １ 形 系数 小 ，变 形 系数 小 于 或接 近 变 １ ，切 削 在 前刀 面 上 滑 动摩 擦 的 路 程 大大 增 加 ， 速刀 具磨损 ； 加 ０２ 削 温度 高 ，钛 合 金 导热 系 数 约 为 切 镍 的 １ ， 的 １ ， 削时 产生 的热 量 不易 传 ，铁 ５ ／切 ７ 出 ， 热性 差 ， 导 加工 面 的 加工 硬 化 现象 严 重 ， 切削 性能 差 ， 加速 刀具 磨损 ； 相 同的 切削 条 在 件 下 ，切 削 温度 可 比 ４ 号 钢 高 出一倍 以上 ， ５ 切 削温度 高 ， 黏刀 现象严 重 ； ０３由 于钛合 金 的弹性 模 量小 ， 加工 零 被 件 容易 产生较 大 变形 、 曲 ， 易保 证 加 工精 扭 不
摘 要 ： 某发 动机 上 的 桌 大型 薄壁 件 为研 究对 象， 以 在数 控 立 车设 备 上 ， 通过 设计 专用 车加 工 夹具控 制 零件 变形 、 用 专 用机 夹 刀 选 具， 编制数 控加 工程 序 ， 择合 理 的切 削参数 ， 制 零件加 工 中的 变形 ， 证 零件 从研 制到 批 产的 过渡 ， 定 了工序 加 工质 量 ， 高了 选 控 保 稳 提 加 工效 率 ， 决大 型整体 薄壁 鼓 筒类零件 加 工瓶 颈 问题 ， 地促进 大型钛合 金 薄壁件 加 工工 艺技 术 水平 的进 步和提 升 。 解 有效 关键 词 ： 薄壁件 ； 面复 杂 ； 工变形 ； 量控制 型 加 质
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Ｃ ｉａ Ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ ｈｎ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ 变形 质量控 制
万秀屏 谭 薇 范 鑫 赵鹏 飞 冯欣 明
（ 沈阳黎 明航空发动机 （ 团） 集 有限责任公 司， 沈阳 １０ ４ ） １０ ３
中图分 类号 ：Ｑ ５ ． Ｔ ０ ０７ 文献标识 码 ： Ａ
统 的车加 工工 艺都 是 靠成 型刀 加工 型 面来 进 行 加工 ，属 于 面接触 加 工 ，加 工 中切 削力 较 大 ， 加 了变形 的产 生 。 目前 ， 增 国外 的航空 发 动 机制 造公 司对该 零 件 的加工 已普遍 采用 了 薄 ， 构复 杂 ， 寸繁 多 ， 条件 要求 严 。 结 尺 技术 传 数 控立 车进 行加 工 ，由于提 高 了机 床 精度 和 自动化 程 度 ，大 大提 高 了加 工质量 和加 工效 率 ，减少 了 人为 因素 的影 响。本 文作 者 借鉴 国外 与之 相似零 件 结构 特点 ， 在数 控立 车上 加工 ， 内 外 型面采 用辅 助支撑 控制 零 件变 形 ，同时选 择 合理 的机 夹 刀具 ，提高 了刀具 的加工 性能 、 寿命 ， 且刀 具 与 使用 并 工 件属点 接触 ，大 大降 低 了 工件 的变 形 ，并采 用合 理 的 走 刀路线 ，加 工取 得较 好效 果， 满足设 计 图纸需 求 。 因此 该 项 目的成功 研 制 ，对 于 提 高 整体 大型 薄壁鼓 筒件 的 加 工 能力 ，缩小 与世 界先 进 国 图 １榫 槽 轮 廓 图 家 的差 距 ，增 强企 业 的市 场 竞 争能 力具有 重要 的现 实 意
为 ４ ５ ｍ， 毛 料 重 量 达 行 充分 的工艺方 案论 证 ， 决 技术关 键 。 ２ｍ 解 ５０ ｇ该 零件 最大 轮廓 尺 寸 ０ｋ， Ｏ２ 制数 控加工 工艺 。如 ： 定零 件装 编 确 为 ￣８ ０ ｍｘ ８ ｍ 最 小 壁 夹方 式 ， 定 刀 具结 构 ， 刀 路 线 ， 制 数 控 ５ ｍ ３ ０ ｍ， 确 走 编 厚为 ２ ｍ ． ｍ，属 于大 型 复杂 程序 ， ５ 切削 用量 的选择 等 。 薄壁 鼓筒 件 ，该 零 件 共 有 ４ ４ 解决 措施 级 环形 燕尾 槽 ， 敞开 性差 ， 尺 根据 加工 中存 在 的 问题 ，找 出产 生 问题
度。
２ ． 加工 中 的注意 事项 ．２ ２ ｏ１ 止使 用低 熔 点金 属 及 其合 金 制 作 禁
的工 、 具 临时 紧固体 。 工后 的钛合 金零 件 夹 加 表 面不允 许残 留低 熔 点合金 。 义。 ０２ 钛合 金接 触 的工 、夹 具 或 其他 装 与 ２ 零 件 结 构 特 点及 加 置 必 须 洁净 无 污垢 ， 卸清 洗 过 的和 涂有 保 装 工 注意 事项 护 层钛 合金零 件 时 ， 防止 油脂 或指 印 污染 ， 要 ２１ 零件 结构 特点 ． 以免生 成盐 应力腐 蚀 ， 使钛 合金 零件 断裂 。 某 大型 薄壁 件是 某新 机 ３ 加工 中存 在 的问题 发 动机 转子 中 的关键 核心 部 Ｏ １ 壁鼓 筒 零 件 型面 复 杂 ，加 工 中容 薄 件 。 件材 料为 钛合 金 ， 锻 易振动 、 形 ， 夹 、 工难 度极 大 。 该 其 变 装 加 设计 出理 件 直 径 约 ｄ９０ ｍ，高度 约 想夹具 的结构 ， 有较 大 的难度 ， 此必 须 进 Ｐ ０ｍ 具 为
用适 当的走刀 方 式 ， 计 专用 减振 工装 ， 用 设 使 合 理 的机夹 刀具 ， 才能保 证零 件 的加 工要求 。 ２２ 钛 合 金 的切 削加 工 特 点及 加 工 中 ． 的注 意事项 ２２ 钛合 金 的切削 加工 特点 ．１ ．
钛合 金 材料 属 于 典 型 的难 加 工 材 料 ， 主 要 切 削特点 是 ： ０ １ 形 系数 小 ，变 形 系数 小 于 或接 近 变 １ ，切 削 在 前刀 面 上 滑 动摩 擦 的 路 程 大大 增 加 ， 速刀 具磨损 ； 加 ０２ 削 温度 高 ，钛 合 金 导热 系 数 约 为 切 镍 的 １ ， 的 １ ， 削时 产生 的热 量 不易 传 ，铁 ５ ／切 ７ 出 ， 热性 差 ， 导 加工 面 的 加工 硬 化 现象 严 重 ， 切削 性能 差 ， 加速 刀具 磨损 ； 相 同的 切削 条 在 件 下 ，切 削 温度 可 比 ４ 号 钢 高 出一倍 以上 ， ５ 切 削温度 高 ， 黏刀 现象严 重 ； ０３由 于钛合 金 的弹性 模 量小 ， 加工 零 被 件 容易 产生较 大 变形 、 曲 ， 易保 证 加 工精 扭 不
摘 要 ： 某发 动机 上 的 桌 大型 薄壁 件 为研 究对 象， 以 在数 控 立 车设 备 上 ， 通过 设计 专用 车加 工 夹具控 制 零件 变形 、 用 专 用机 夹 刀 选 具， 编制数 控加 工程 序 ， 择合 理 的切 削参数 ， 制 零件加 工 中的 变形 ， 证 零件 从研 制到 批 产的 过渡 ， 定 了工序 加 工质 量 ， 高了 选 控 保 稳 提 加 工效 率 ， 决大 型整体 薄壁 鼓 筒类零件 加 工瓶 颈 问题 ， 地促进 大型钛合 金 薄壁件 加 工工 艺技 术 水平 的进 步和提 升 。 解 有效 关键 词 ： 薄壁件 ； 面复 杂 ； 工变形 ； 量控制 型 加 质
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万秀屏 谭 薇 范 鑫 赵鹏 飞 冯欣 明
（ 沈阳黎 明航空发动机 （ 团） 集 有限责任公 司， 沈阳 １０ ４ ） １０ ３
中图分 类号 ：Ｑ ５ ． Ｔ ０ ０７ 文献标识 码 ： Ａ
统 的车加 工工 艺都 是 靠成 型刀 加工 型 面来 进 行 加工 ，属 于 面接触 加 工 ，加 工 中切 削力 较 大 ， 加 了变形 的产 生 。 目前 ， 增 国外 的航空 发 动 机制 造公 司对该 零 件 的加工 已普遍 采用 了 薄 ， 构复 杂 ， 寸繁 多 ， 条件 要求 严 。 结 尺 技术 传 数 控立 车进 行加 工 ，由于提 高 了机 床 精度 和 自动化 程 度 ，大 大提 高 了加 工质量 和加 工效 率 ，减少 了 人为 因素 的影 响。本 文作 者 借鉴 国外 与之 相似零 件 结构 特点 ， 在数 控立 车上 加工 ， 内 外 型面采 用辅 助支撑 控制 零 件变 形 ，同时选 择 合理 的机 夹 刀具 ，提高 了刀具 的加工 性能 、 寿命 ， 且刀 具 与 使用 并 工 件属点 接触 ，大 大降 低 了 工件 的变 形 ，并采 用合 理 的 走 刀路线 ，加 工取 得较 好效 果， 满足设 计 图纸需 求 。 因此 该 项 目的成功 研 制 ，对 于 提 高 整体 大型 薄壁鼓 筒件 的 加 工 能力 ，缩小 与世 界先 进 国 图 １榫 槽 轮 廓 图 家 的差 距 ，增 强企 业 的市 场 竞 争能 力具有 重要 的现 实 意
为 ４ ５ ｍ， 毛 料 重 量 达 行 充分 的工艺方 案论 证 ， 决 技术关 键 。 ２ｍ 解 ５０ ｇ该 零件 最大 轮廓 尺 寸 ０ｋ， Ｏ２ 制数 控加工 工艺 。如 ： 定零 件装 编 确 为 ￣８ ０ ｍｘ ８ ｍ 最 小 壁 夹方 式 ， 定 刀 具结 构 ， 刀 路 线 ， 制 数 控 ５ ｍ ３ ０ ｍ， 确 走 编 厚为 ２ ｍ ． ｍ，属 于大 型 复杂 程序 ， ５ 切削 用量 的选择 等 。 薄壁 鼓筒 件 ，该 零 件 共 有 ４ ４ 解决 措施 级 环形 燕尾 槽 ， 敞开 性差 ， 尺 根据 加工 中存 在 的 问题 ，找 出产 生 问题
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２ ． 加工 中 的注意 事项 ．２ ２ ｏ１ 止使 用低 熔 点金 属 及 其合 金 制 作 禁
的工 、 具 临时 紧固体 。 工后 的钛合 金零 件 夹 加 表 面不允 许残 留低 熔 点合金 。 义。 ０２ 钛合 金接 触 的工 、夹 具 或 其他 装 与 ２ 零 件 结 构 特 点及 加 置 必 须 洁净 无 污垢 ， 卸清 洗 过 的和 涂有 保 装 工 注意 事项 护 层钛 合金零 件 时 ， 防止 油脂 或指 印 污染 ， 要 ２１ 零件 结构 特点 ． 以免生 成盐 应力腐 蚀 ， 使钛 合金 零件 断裂 。 某 大型 薄壁 件是 某新 机 ３ 加工 中存 在 的问题 发 动机 转子 中 的关键 核心 部 Ｏ １ 壁鼓 筒 零 件 型面 复 杂 ，加 工 中容 薄 件 。 件材 料为 钛合 金 ， 锻 易振动 、 形 ， 夹 、 工难 度极 大 。 该 其 变 装 加 设计 出理 件 直 径 约 ｄ９０ ｍ，高度 约 想夹具 的结构 ， 有较 大 的难度 ， 此必 须 进 Ｐ ０ｍ 具 为
