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【機械工業(yè)論文】延伸機匣機械加工工藝分析

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【機械工業(yè)論文】延伸機匣機械加工工藝分析

【機械工業(yè)論文】延伸機匣機械加工工藝分析 摘要:文章闡述了機匣類零件的結(jié)構(gòu)特點,對機匣加工工藝進行了分析,并對某延伸機匣進行了生產(chǎn)工藝的制定。在制定生產(chǎn)工藝的過程中,發(fā)現(xiàn)了工藝路線較長、零件易變形、零件圓度和平面度差的問題。針對這些問題,提出了縮短工藝路線,改變走刀路線,控制軸向變形等辦法,以提高零件的加工效率和加工質(zhì)量。 關(guān)鍵詞:工藝優(yōu)化;變形控制;薄壁機匣 近年來,隨著機匣設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,機匣零件的材料及結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化,越來越多的材料被用于機匣零件的生產(chǎn),與此同時,機匣的功能也變得更加的豐富。但是在機匣的生產(chǎn)過程中,各種各樣的問題也是層出不窮,為了解決這些問題,就需要對機匣機械的加工工藝進行研究和優(yōu)化,以提高零件的質(zhì)量,從而滿足相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)需要。 一、機匣類零件結(jié)構(gòu)特點分析 當前階段,機匣類部件成為了航空發(fā)動機部件的主要組成部分,在航空發(fā)動機領(lǐng)域得到了廣泛應用。機匣類部件種類較多,因此,不同的機匣部件功能各異,不同位置的機匣部件在航空發(fā)動機的運轉(zhuǎn)過程中發(fā)揮著不同的作用。根據(jù)機匣部件的結(jié)構(gòu),可以將其分為環(huán)形、箱型兩類,而環(huán)形機匣又可以分為帶整流只板環(huán)形機匣、對開環(huán)環(huán)形機匣、整體環(huán)形機匣三種。大多數(shù)發(fā)動機的環(huán)形機匣都屬于薄壁類機匣,結(jié)構(gòu)復雜。因此,在加工機匣部件時需要通過多個環(huán)節(jié)的加工才能完成,加工環(huán)節(jié)主要分為粗、半精、精加工。第一個環(huán)節(jié)的任務(wù)是去除部件的余量,該環(huán)節(jié)對部件加工的精細度要求較低。而半精加工環(huán)節(jié)主要是為后續(xù)的加工提供便利,通過半精加工消除形變、去除余量,使部件更加均勻。精加工作為最后一個環(huán)節(jié),加工余量小,但是對加工的精細度要求較高,這一環(huán)節(jié)的目標是使零部件符合設(shè)計要求。 二、機匣加工工藝 (一)加工工藝特點航空發(fā)動機的機匣結(jié)構(gòu)比較復雜,壁厚變化大,需要極高的加工工藝才能使部件符合設(shè)計要求。對機匣部件進行加工,主要分為兩個部分。一部分是機匣的外表面加工,另一部分是機匣的內(nèi)表面加工。機匣的外表面加工對工藝的要求較高,因為外表面通常需要連接一些附件系統(tǒng),如電氣、油路、管路等,必須要保證位置、尺寸的精確。機匣的內(nèi)部加工對于制造精度的要求也比較高,因為發(fā)動機機匣內(nèi)部承載著葉片,只有保證部件的精度才能完成動力的輸出工作。綜上所述,機匣加工的難點主要是材料不易切削、薄壁易變形等。因此,在機匣的加工過程中,切削機床的選擇就顯得尤為重要。 (二)切削機床的選擇對于發(fā)動機機匣的加工來說,傳統(tǒng)的加工工藝已經(jīng)無法滿足制造精度的要求。近年來,隨著數(shù)控機床加工技術(shù)的發(fā)展,銑車復合加工成為了機匣加工的常用工藝方式,銑車復合技術(shù)可以一次完成內(nèi)外表面的加工,從而減小誤差,提高工作效率以及機匣部件的質(zhì)量, 三、某延伸機匣工藝制定及優(yōu)化 (一)初始工藝方案制定在零件的研發(fā)制造階段,應采用多次分步去除余量的方案,因為這種方案可以為零件的質(zhì)量提供保障,提高加工質(zhì)量。與此同時,在加工過程中,還應在粗加工和半精加工環(huán)節(jié)之后進行應力處理,從而將加工過程中零件殘余應力對零件變形的影響降到最小,在完成工藝路線與余量安排之后,還需要對銑加工方案進行規(guī)劃。機匣加工首選需要進入Manufacturing,一方面通過確定MCS坐標系,來對刀具以及刀具方式進行選擇,設(shè)定切削參數(shù)。另一方面,還需要選擇加工方式,以及加工邊界,設(shè)置產(chǎn)生刀具路徑。只有完成這兩部分工作,才能產(chǎn)生刀位文件,進行加工。某延伸機匣外部結(jié)構(gòu)復雜,因此,在制造過程中需要制定合適的分區(qū)方案,以提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性,提升加工質(zhì)量。除了以上兩個環(huán)節(jié)以外,走刀線路的選擇也是非常重要的。由于精銑和細銑工藝特點的不同,在某延伸機匣的銑加工中,需要借助不同的走刀路線才能完成零件的加工。圓周銑削和軸向銑削是機匣表面的銑加工過程中,使用次數(shù)較多的兩種走刀路線。在粗銑工序中,它的工作內(nèi)容以去除余量為主,應選用圓周銑削,圓周銑削的走刀路線簡單,更適合初始階段的零件加工。而在精銑工序中,則應選用軸向銑削的走刀路線,因為軸向銑削可以對受力方向進行改變,將其改變?yōu)檠剌S方向,能夠保證部件的完整,減少部件的變形。 (二)工藝方案優(yōu)化如果按照初始的工藝方案進行加工,不僅會延長加工的周期,還會影響生產(chǎn)加工的穩(wěn)定性。因此,在大規(guī)模生產(chǎn)之前,還需要對初始的工藝方案進行優(yōu)化,以縮短工藝路線。在銑加工時,應改變走刀路線,將沿圓周方向的加工改為對圓周對稱的區(qū)域進行加工,采用這種走刀路線,可以有效抵消加工應力,從而盡可能地避免部件變形情況的發(fā)生。與此同時,還需要進行軸向基準的控制,來保證零件狀態(tài)的穩(wěn)定。一般來說,延伸機匣的粗車加工會交給外包公司進行加工,很多廠家為了提高加工效率,會采用較大的切削參數(shù)去除余量,從而導致零件的平面度較差。為了改變這個情況,就需要對生產(chǎn)廠家的參數(shù)進行控制,要求廠家盡可能地的選擇較小的加工參數(shù),以保證零件的質(zhì)量。 四、結(jié)論 綜上所述,對機匣機械的加工工藝進行研究,能夠發(fā)現(xiàn)機匣部件生產(chǎn)過程中存在的問題,通過對生產(chǎn)工藝的優(yōu)化,可以縮短加工周期,減小部件的變形,提高機匣部件的加工精度和加工效率。并且隨著我國工業(yè)技術(shù)、設(shè)備的發(fā)展,一定會推動機械加工領(lǐng)域的進一步發(fā)展,使我國的機械加工變得更加的智能和高效。 參考文獻: [1]于志涌.航空發(fā)動機機匣加工工藝探討[J].科技創(chuàng)新與應用,2013(17). [2]馮國袖.航空發(fā)動機機匣高效加工工藝研究與實踐[D].武漢:華中科技大學,2015. [3]徐金梅.大型薄壁機匣加工工藝研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012(18). [4]于智勇.復合加工技術(shù)在薄壁機匣加工中的應用[J].技術(shù)革新,2013(16).

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