鈦合金支座的工藝改進(jìn)

015年第49卷No,363鈦合金支座的工藝改進(jìn)劉麗娟中航工業(yè)沈陽(yáng)飛機工業(yè)集團有限公司摘要:針對飛機支座零件工藝流程長(cháng)、機加質(zhì)量差等問(wèn)題結合提高生產(chǎn)效率及優(yōu)化流程要求,進(jìn)行工藝方案優(yōu)化,將常規精加工改為數控加工,并闡述了改進(jìn)后的工藝方案在數字化加工中的具體實(shí)施過(guò)程。關(guān)鍵詞:數字化加工;臥式機床;工藝改進(jìn)中圖分類(lèi)號:TG502文獻標志碼:A1零件結構特點(diǎn)等工序,加工零件內形。其工藝過(guò)程需多次裝夾、多道工序、多套工裝和多次檢查,方完成零件的加工。支座零件是飛機上典型的承力結構件。受設備原工藝方案機加工藝流程:銑定位面、鉆基準能力及工藝水平的限制,以往零件的加工采用五坐孔一數控銑零件外形及局部?jì)刃我汇Q工初鉆耳片上標立式銑床加工,復雜的變角度內形均由常規銑工孔至42—鏜孔至43-常規銑耳片側面及開(kāi)角處完成,生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)強度大,質(zhì)量不穩定。內形(見(jiàn)圖2a)一常規銑耳片另一側及閉角緣條內鈦合金支座零件外廓尺寸為180mm×160mm形(見(jiàn)圖2b)一常規銑閉角底面外形(見(jiàn)圖2c)-鏜×150mm。零件雙耳片與底面成58°角,零件內形孔至45H7—常規銑工藝凸臺。面呈變角度分布。耳片槽口尺寸深其中c45田7孔《位置精度高,為裝配交點(diǎn)孔。支座結構形式見(jiàn)圖1圖1支座結構圖2原工藝方案簡(jiǎn)介在該零件研制之初,受設備能力限制,采用五坐圖2原工藝示意圖標立式數控銑床加工。而立式數控銑床的AB擺角原工藝方案大部分工作量均由常規銑工完成。只有±30°,耳片孔及零件內形無(wú)法加工到位。導致從圖2中不難看出,確定內形線(xiàn)位置所需要的尺寸零件原工藝方案為數控精銑外形以及垂直腹板面的多,角度變化大,所需輔助時(shí)間長(cháng)。整個(gè)過(guò)程需申請部分內形,耳片側面及兩側角度面內形均由常規銑4套夾具、3道劃線(xiàn)工序、10道常規銑工序、2道鏜孔工按尺寸劃線(xiàn)加工。耳片外形采用定擺角行切方式工序,勞動(dòng)強度大,表面質(zhì)量差,生產(chǎn)效率低。加工,加工時(shí)間長(cháng)。零件的設計基準為耳片上3新工藝方案的確定d45H7孔,所有的內形尺寸均由該孔給出。因此在常規加工內形之前,必須粗鉆孔,作為后繼加工基31加工難點(diǎn)及工藝凸臺設定準。在數控粗銑之后,需安排鉗工鉆孔、數控鏜孔工零件原材中國煤化工成58°角零序作為后繼加工基準。然后安排劃線(xiàn)銑工鉗工件內部結構復CNMHG布,切削時(shí)下刀困難。另外耳片上槽口尺寸深,機加時(shí)易收口,其收稿日期:2014年6月中45H7孔為裝配基準孔,孔位與外形位置精度工具技術(shù)高,位置精度不易保證。式,充分利用刀具刃部,保證刀具在使用壽命內能夠由于零件自身沒(méi)有基準孔,為使零件定位裝夾達到最多金屬去除體積。由于鈦合金材料本身變形方便,需在零件兩側增設工藝凸臺,在工藝凸臺上制系數小,所以刀具的每齒進(jìn)給量不宜選擇過(guò)大,否則出2-Φ12H9工藝孔,加工時(shí)采用一面兩孔定位,壓會(huì )加劇刀具的磨損,使刀具耐用度下降。數控加工板始終壓于工藝凸臺上,避免加工過(guò)程中倒壓板,從時(shí)所使用的刀具和相對應的切削參數見(jiàn)表1。而達到無(wú)人工干預狀態(tài),減少輔助時(shí)間。表1加工刀具選擇及切削參數數值32機床的選擇根據零件的材料及結構特點(diǎn),決定選擇剛性好、刀具編號直徑團長(cháng)齒數底R功率大的五坐標臥式銑床加工。該機床為AC擺W-(粗30454454012130角,A角為士110,C角為±200。將零件擺放到適W-x(精》3044140256420合的位置后,通過(guò)變換機床主軸角度,確保一次裝夾B1-2402050520591.5500后能夠完成零件的全部加工,其中包括45H7孔的B1-2621648414010060鏜制。使裝配孔Φ45H7與外形在同一裝夾狀態(tài)下34數控程序的編制加工完成,避免因二次裝夾而產(chǎn)生的定位誤差,從而(1)數控坐標系的確定保證了孔與外形的位置精度。零件變角度內形也可在確定數控加工坐標系之前,首先應確定零件以通過(guò)變換主軸的角度,采用擺刀進(jìn)刀的切削方式在機床工作臺上的擺放位置。為充分利用臥式機床加工零件內形。的加工優(yōu)勢,使零件在一次裝夾狀態(tài)下完成全部加零件在臥式銑床上加工,需要注意的是,零件在工,需將零件按圖3所示坐標擺放零件,使零件開(kāi)角工作臺上的擺放要有足夠的高度避免加工時(shí)機末位于Y軸正向閉角位于Y軸負向保證程序在加主軸與工作臺相撞,一般采取的方法是在工作臺上工閉角內形時(shí),避免機床主軸與工作臺干涉零件擺安裝方箱,將零件擺放在方箱上。擺放時(shí)要盡量放放示意圖見(jiàn)圖3。于方箱邊緣靠近主軸一側,避免機床主軸與方箱側面相撞。選擇該機床后,左右件只需一套簡(jiǎn)單的自制數控銑夾,一次安裝定位。33刀具及切削參數的選擇(1)刀具的選擇22H粗加工時(shí),由于毛料表面硬度大,銑切量大,般選用直徑較大的焊接式硬質(zhì)合金立銑刀加工。但是受主軸功率的限制,刀具直徑不能無(wú)限加大,因為刀具直徑的增大,會(huì )導致主軸切削時(shí)消耗的功率也圖3零件擺放示意圖隨之增大,切削性能降低,因此不宜選擇過(guò)大直徑的2)轉角處理刀具。綜合考慮后,選擇Φ30R4立銑刀用于外形的零件內形轉角為R8,粗加工時(shí)采用Φ30R4刀粗精加工以及內形的粗加工及半精加工。精加工內具加工,精加工時(shí)采用l6R4刀具加工,為避免精形時(shí),由于零件轉角為R8,選擇的刀具直徑為加工時(shí)轉角余量過(guò)大,切削量過(guò)大,在精加工前需對d16R4,槽口尺寸為32,選用204立銑刀加工。轉角處進(jìn)行插銑處理。采用帶底刃6R立銑刀,由于耳片頂部距離腹板較深鍛件余量較大,刀具結利用編程軟件中的鉆孔命令,對轉角進(jìn)行插銑。值構應選擇刃長(cháng)較短,下刀深較長(cháng)的刀具,確保刀具有得注意的是,在插銑時(shí),轉角處兩側面及底面需留足夠的剛性。0.3mm余量,該余量與精銑內形程序一并去除,避(2)切削參數的選擇免出現接刀棱,保證轉角處圓滑過(guò)渡。粗加工時(shí)采用小切深、高速度、大進(jìn)給(俗稱(chēng)(3)內形r中國煤化工淺切快跑”)的加工方法,降低機床負荷降低切削零件鍛CNMHG開(kāi)出,粗加工力減少加工應力減小零件加工中的變形。半精加時(shí),應先加工進(jìn)刀槽,采用“螺旋環(huán)切銑切”的加工工和精加工時(shí)采用“軸向滿(mǎn)刀徑向分層”的切削方方式,加工進(jìn)刀槽。應用 CATIA V5中的槽銑令,利2015年第49卷No3用宏指令中“擺刀”進(jìn)行編程,擺角設定為3°。這種表2原加工方案和現加工方案對比表加工方式可輕松實(shí)現徑向滿(mǎn)刀切削,具備較高切削原工藝方案現工藝方案效率。銑完進(jìn)刀槽后,采用軸向滿(mǎn)刀徑向分層切削加工周期5天3天方式,在已加工的進(jìn)刀槽處下刀,徑向分層處采用機加工序數量45°斜向切人,禁止采用90°切入,使加工平穩,提高裝數量(左右件)被加工部位的表面質(zhì)量。鈦合金支座的工藝改進(jìn)和全數字化加工,縮短4新舊工藝對比并優(yōu)化了工藝流程。根據零件的結構及材料特點(diǎn)制定了合理的工藝方案。對零件復雜變化的內部結通過(guò)對新工藝方案的論述零件的加工只需銑構,均采取了有效的編程方法,保證了零件質(zhì)量。底面,鉆出2-12H9基準孔、數控加工所有表面包括制耳片上裝配孔,待所有表面加工完成后,去除參考文獻工藝凸臺[1]陳宏鈞機械加工工藝方案設計及案例[M].北京:機械使用新的加工方案,左右件只需一套數控銑夾,工業(yè)出版社,2011次裝夾定位,就能夠完成所有面的加工。兩方案[2楊豐數控加工工藝與編程[M].北京:國防工業(yè)出版的對比見(jiàn)表2社通過(guò)表2不難看出,新的工藝方案大大降低了作者:劉麗娟,高級工程師,沈陽(yáng)飛機工業(yè)(集團)有限工裝的使用數量,優(yōu)化了工藝流程,減少了零件的輔公司數控加工廠(chǎng),1050沈陽(yáng)市助加工時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。樣的功效。工業(yè)40并非工業(yè)革命的終結者如果把信息技術(shù)列為第三次工業(yè)革命的核心內容,德國小米的雷軍曾說(shuō)過(guò)一句名言,“只要站在風(fēng)口,豬也能的“工業(yè)4.0”實(shí)際上還未能跳出這個(gè)范疇。因為,通過(guò)信息飛起來(lái)?！被ヂ?lián)網(wǎng)的下一個(gè)風(fēng)口在哪里?IBM全球副總裁兼技術(shù)使得工業(yè)生產(chǎn)智能化、個(gè)性化只是信息技術(shù)在工業(yè)上的中國開(kāi)發(fā)中心總經(jīng)理王陽(yáng)給出了自己的答案,他說(shuō):“下發(fā)展和延續,而算不上是新的革命。代的互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)口是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?！笔聦?shí)上,就互聯(lián)網(wǎng)對經(jīng)濟的影響而言,目前影響最大的的確,產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在成為新的熱潮,德國提出的“工領(lǐng)域無(wú)疑是商業(yè)和金融業(yè),所有人都感受到了電子商務(wù)和互業(yè)4.0”成為熱門(mén)詞匯,而美國企業(yè)則提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)金融的巨大沖擊。即使如此,我們既沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)電子商務(wù)伴隨著(zhù)新概念的出現,有人認為新一輪的工業(yè)革命即將到要終結商業(yè),也沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)要終結金融業(yè)?；ヂ?lián)網(wǎng)之所來(lái),傳統制造業(yè)的發(fā)展方式將出現顛覆性、革命性的轉變。以會(huì )在這兩個(gè)領(lǐng)域率先興起,與金融資本的虛擬化不無(wú)關(guān)有人甚至認為,工業(yè)40將是最后一次工業(yè)革命,預言制造系,而電子商務(wù)也只是在商品流通信息上實(shí)現了互聯(lián)網(wǎng)化,業(yè)繼自動(dòng)化、智能化之后不再有突破,制造業(yè)本身將不復存其生產(chǎn)環(huán)節依然屬于傳統狀態(tài),而涉及到商品實(shí)體的流通環(huán)在。節,往往在銷(xiāo)售高峰成為電商的軟肋。因此,沒(méi)有人否認互互聯(lián)網(wǎng)真的能夠成為制造業(yè)的終結者嗎?這的確是個(gè)聯(lián)網(wǎng)的巨大魅力但將其力量神化卻讓人難以信服。大大的疑問(wèn),至少現在下結論還為時(shí)尚早通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)生產(chǎn)相融合,實(shí)現工業(yè)互聯(lián)工業(yè)40在德國被認為是“第四次工業(yè)革命”。但對此網(wǎng)也好,工業(yè)40也罷,面對范圍如此之廣的工業(yè)生產(chǎn)所涉提法世界范圍內的認識并不一致。細細想來(lái),現在普遍認為及的內容數不勝數,而在信息的收集、處理后,大多數指令的現代工業(yè)處于“第三次工業(yè)革命”,但也有人提出了“第六次實(shí)現最終還是要落實(shí)到生產(chǎn)材料的物理層面。在電商銷(xiāo)售工業(yè)革命”。工業(yè)革命何以配得上“革命”一詞。專(zhuān)家認為高峰物流尚且捉襟見(jiàn)肘的互聯(lián)網(wǎng)能夠應對更為復雜的工業(yè)并不是說(shuō)其能對生產(chǎn)效率有多大的提高,而在于其通過(guò)對生設計、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)嗎?這的確讓人難以感到樂(lè )觀(guān)。產(chǎn)方式的顛覆性變革實(shí)現了人的解放,從而推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì )因此,在工業(yè)與信息技術(shù)的融合尚且難以被確定為“第的巨大變革。從這個(gè)標準來(lái)看蒸汽機電與內燃機信息技四次工業(yè)革命”的時(shí)候還是不要動(dòng)輒說(shuō)什么工業(yè)4.0是工術(shù)的出現都做到了這一點(diǎn)。而原子能技術(shù)、航天技術(shù)、生物業(yè)革命的終結H中國煤化工科學(xué)以及五花八門(mén)的新能源技術(shù),至少現在還沒(méi)有發(fā)揮出這CNMHG