航空筒體類零件的典型（xíng）加工工藝
2022-10-31 來源：西安慶安航空機械製造有限公司（sī） 作者： 劉壯壯 周 鵬
摘要: 筒體類零件廣泛應用於航空產品中，屬於一種典型的零件。其結（jié）構的特殊性（xìng）要求其加工過程有一定的特殊（shū）性。為了保證零件的加工質量，可以綜合零件的加工要求，提取出一套通（tōng）用的、典型的加工工藝流程，可為後續的類似零件提供加工（gōng）的理論依據（jù）和指導。本文重點分類介紹了零件的幾種基準轉換的加工方法，這些方法是多年加（jiā）工檢驗的總結積累，有很強的適用性，能保證零件的（de）加工（gōng）質量。
筒體（tǐ）類零件廣泛應（yīng）用於航空產品中，其主要裝配（pèi）成（chéng）作動係（xì）統進行（háng）工作。使用的位置包括各類艙（cāng）門的推進係統以及（jí）起落架係統。筒體類零件要求（qiú）內孔與外部輪廓及（jí）各（gè）種孔（kǒng）係有較嚴的角向關係和位置要求，給加工過程造成了一定的難度。我公司致（zhì）力於筒體（tǐ）類零件的加（jiā）工製造研究，根據不同種（zhǒng）類的（de）零件，製定（dìng）出了一套可使用的典型加工流程，可以（yǐ）保證零件的高效產出和穩定的加工（gōng）質量。
1. 典型的筒體類（lèi）零件（jiàn）
筒體類（lèi）零（líng）件有很多種，長短不一（yī），大小各異。其中最難加工的當屬深盲孔的加工。其（qí）典型的結構主要有以下幾種。
（1）小（xiǎo）型筒體零（líng）件。小型筒體零（líng）件具有較小的尺寸，加工起來較為簡單，對設備和刀具（jù）要求較（jiào）低。零（líng）件的內孔（kǒng）分為盲孔和通孔。其零件結鬆如圖 1 所示。
圖 1 小型筒體零件結構
（2）中型筒體零件。中型（xíng）零件尺寸較大，對設備和刀具有一定的要求，尤其是內孔精加（jiā）工（gōng）刀具，需要一（yī）定的長度。盲孔相（xiàng）比於通孔（kǒng），加工難度較（jiào）大。其零件結（jié）構如圖 2 所示。
（3）大型筒體零件。大型零件尺寸較大，其加工難度更大，尤其是盲孔的加工，需要特殊的工藝過程才（cái）能滿足圖樣要求。其零件結構如（rú）圖 3所（suǒ）示。
圖 2 中型（xíng）筒體零（líng）件結構（gòu）
圖 3 大型筒體零件結構
2. 加工工藝分析
上文介（jiè）紹了（le）三（sān）種（zhǒng）筒體零件的類型，將其分類是（shì）因為其加工的（de）難度（dù）逐漸遞增，加工工藝會略有差別。這幾類零件雖（suī）然（rán）長（zhǎng）度尺寸不一致、外形輪廓大小不一樣，但也有相似的特征，其相似之處有以（yǐ）下幾點 : ①零件都有（yǒu）內孔，且內孔較長，零件壁厚（hòu）較薄。內孔需（xū）要加工的材料多。②零件的
基準（zhǔn）都是（shì）內孔，且外形特征與（yǔ）內孔有位（wèi）置（zhì）度要求。
要求較嚴。有些零件外部孔係相對內孔基準的位置度為 0.05mm。③內（nèi）孔公差較小，表麵粗糙度（dù）要求高。有些零件的內孔表麵粗糙度要求 Ra 值為 0.4μm，孔徑公差為 0.022mm。
根據上述零件特征進行工藝分析 : ①因為零件內孔去除的餘量較多，且內孔較深，因此一般會采用深孔加（jiā）工，這樣可以獲得較高（gāo）的加工效率、較（jiào）高的內孔表麵質（zhì）量且降低加工難度。深孔加工的鑽削係統如圖（tú） 4 所示。②多數零件的基準為（wéi）內孔，但是在後續的加工過程中很多情況下無法直接找正內孔，或者找正內孔（kǒng）的範圍太（tài）小，僅可找正孔口一小段距離，不能反映出零件內孔的實際狀態。因此需要轉（zhuǎn）換基準，將基準從（cóng）內孔（kǒng）轉換為外圓，便於後續的加工。這部分的內容後續會重點（diǎn）介紹。③內孔有較小（xiǎo）的公差要求和較高（gāo）的表麵粗糙度（dù）要求（qiú），一般會采用（yòng）鏜削加工或者珩磨加（jiā）工。
鏜削加工利用數控車，使用（yòng）鏜刀切削內孔（kǒng），達到良好（hǎo）的表麵質量。珩磨加工是利用可脹縮的珩磨頭使珩磨油石壓向工件表麵，同時珩磨頭進行上下運動和旋轉運動，對零件表麵進（jìn）行精加工。珩磨加工可以獲得高的（de）加（jiā）工精度和良好的表麵質量。
圖 4 深孔鑽削係（xì）統
3. 加工工藝設（shè）計
根據（jù）筒體類零件的結構特征和加（jiā）工要求，製（zhì）定（dìng）下列加工工藝。按照此工藝流程（chéng）進行（háng）產品的加工，可以穩定的（de）保（bǎo）證產品（pǐn）的質量。
數控車（chē）（粗車）→數控車（粗車）→深孔鑽→熱處理（按（àn）需）→精加工內孔（鏜削或者珩磨）→數控車修正基準（將內孔基準轉換至外圓（yuán））→數控車（精車（chē）外形）→數控（kòng）車（精加（jiā）工內孔，孔口或者孔底位置）→四軸立式加工（加工外形、外部孔係）→珩磨（精加工內孔，按需（xū））→數（shù）控車 / 臥式加工（去除附加）→去毛（máo）刺→無損檢（jiǎn）測（磁粉、熒光、酸腐蝕（shí））→檢驗（檢（jiǎn）查尺（chǐ）寸）→表麵特種工藝→檢驗（yàn）（最終檢驗）。
上述加工工藝為典型的加工工藝，筒體類零件都（dōu）可按（àn）照此工藝進行具體的工藝安排。本文重點要介紹（shào）的一個工序是數控車（chē）修正基準（將（jiāng）內孔（kǒng）基（jī）準轉換至外圓）。我廠經過長期（qī）的（de）分析、實踐和總結，得出幾種合適的（de）加工方法，在此重點講（jiǎng）述。
4. 數控車修正基準的方法
根據零件的大小和內孔的類型不同，數控車修正基準的（de）方法也不同，其基本思路都是利用內孔定位，修（xiū）正（zhèng）外（wài）圓。
（1）小型零件。小型筒體零件（jiàn）可以在數控車工序完成內孔和外圓的同步（bù）加工。加工完成後，內孔和外（wài）圓的同（tóng）軸度可達到 0.02mm，可以滿足後續的零件加工。無論是加工盲孔，還是通孔，其加工方法（fǎ）都是一樣的。這類零件的基準修正比
較簡單。
（2）中（zhōng）型（xíng）盲（máng）孔零件。中型盲孔零件轉換基準利用一個直心軸定位（wèi），將心軸跳動找正至0.005mm，然後將零件裝夾在心軸上，修正附加頂尖孔，再利用堵塞和頂尖孔修正外圓。其加工（gōng）流程可參看圖 5。
圖 5 修正基準工步及使用的工裝
加工之後，內（nèi）孔和外圓的同軸可達到（dào）0.02mm 之內。
（3）中（zhōng）型通孔零件。中型通（tōng）孔零件也利用此原理進行返修，可以做成整個心軸，端麵壓緊零件。其（qí）加工圖樣、夾具和裝（zhuāng）夾示意（yì）如圖 6 所示。加工之（zhī）後（hòu），內孔和外圓的同軸可達到0.04mm之內。
圖 6 中型通孔（kǒng）加工
（4）大型通孔零件。大型通孔零件的心軸不能做成整體式的，零件太重，零件太長（zhǎng）裝（zhuāng）夾配合難，因此設計為分體式的，在兩頭分別利用（yòng）堵塞定位，進行（háng）加工。其加工圖（tú）樣、堵塞和裝夾示意如圖 7 所示。
圖 7 大（dà）型通孔加工
加工之後，內（nèi）孔和外（wài）圓的同軸可達到（dào）0.05mm 之內。
（5）大型盲孔零件。大型盲孔零件（jiàn）是最難加工的，起初也（yě）采用類似與中型盲孔零件的加工方法，但效果不理想。後續使用一種新的方法，利用四軸（zhóu）和壁厚測量儀進行修正。首（shǒu）先利（lì）用壁厚測量儀測量零件的壁厚，並在零件上進行標識，然後根據計算出外圓相對於內孔的偏差，利用四軸（zhóu）裝夾的偏心裝夾進行（háng）偏心車削，最終實現外圓內（nèi）孔同軸的（de）目的。其加工步驟如圖 8 所示。
加工之後，內（nèi）孔和外圓的同軸可達（dá）到0.02mm之內。
圖 8 加（jiā）工順序
5. 其他注（zhù）意（yì）事項（xiàng）
要想工件的加工質量穩定，需（xū）要保證內孔和堵塞的配合良（liáng）好。要達到好的的配合需要注意（yì）以下幾點。
（1）控製內孔的的公（gōng）差和表麵質量。內孔的（de）一致性良好和高的（de）表麵（miàn）質量會提升零件的穩定性，最好是在修基準前增加鏜孔或者珩磨。
（2）堵塞（sāi）的質量需控（kòng）製。圖（tú） 9 為一種堵塞的加工圖樣，需要注意幾個地方 : ①配合的外圓需要分組，分組（zǔ）的多少根據要求的精度及內孔的（de）精度確定。②倒角與（yǔ）外圓需要高的跳動要求，最好控（kòng）製在 0.01mm 內。外圓和端麵保證垂直。③內孔加工螺紋，方便堵（dǔ）塞從零件中取出。
圖 9 堵塞圖（tú）樣（yàng）
（3）合適的配合間隙。隨著零件的加長，心軸和零（líng）件的配（pèi）合間隙要適當的增加，根據之前的加工經（jīng）驗，摸索出了適當的配合（hé）間隙（xì），能保證心軸（zhóu）和零件可以緊密的配合且方便裝夾。心（xīn）軸與內孔的配合（hé）間隙可參考表 1，根據此表來設計心軸尺（chǐ）寸，效果比較理想（xiǎng）。
表 1 心軸配合間隙（xì） （單位 :mm）
6. 結語
本文重點介紹（shào）基準（zhǔn）轉換的幾種加（jiā）工（gōng）方法（fǎ），相對於其他加工（gōng）內容，這部分內容較難。還有一些公司推薦使用膨脹心軸支撐內孔，然後再加工外圓，其基（jī）本原理是相同的。
大型盲孔的基準轉換（huàn）較難，如果（guǒ）精度較（jiào）高需要反複加（jiā）工。但零件的加工質量是最重要的，在加工類似的筒體零件時（shí）要重點的控製關鍵（jiàn）工序，安排科學的加工流程。
投稿箱：
如果您有機床（chuáng）行業（yè）、企業相關新聞稿（gǎo）件發表，或進行資訊合作，歡迎（yíng）聯係（xì）本網編輯部（bù）， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床（chuáng）行業（yè）、企業相關新聞稿（gǎo）件發表，或進行資訊合作，歡迎（yíng）聯係（xì）本網編輯部（bù）， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關信息
業界（jiè）視點
| 更多
行業數據（jù）
| 更多
- 2024年11月 金屬切削機床（chuáng）產量數據
- 2024年11月 分地區金屬切削機床（chuáng）產量數據
- 2024年11月 軸承（chéng）出口情（qíng）況
- 2024年11月 基本型乘用車（chē）（轎車）產量數據（jù）
- 2024年11月 新能源汽車產量數據
- 2024年11月 新能源汽車銷量（liàng）情況
- 2024年10月 新能源汽車產量數據
- 2024年10月 軸（zhóu）承出口情況
- 2024年（nián）10月 分地區金屬（shǔ）切削機（jī）床產量數據（jù）
- 2024年10月（yuè） 金（jīn）屬切削機床產量數據
- 2024年9月 新能源汽車（chē）銷量情況
- 2024年8月 新能源汽車產量數據
- 2028年8月 基本型乘用車（轎車）產量數據
博文選萃
| 更多