隨（suí）著航空發動機設計性能的（de）不斷提高，航空發動（dòng）機零部件的設計精度越來越高，結構越來越複雜，重量（liàng）越來越輕。難加工（gōng）材料（liào）的大量使用（yòng），加工硬（yìng）化嚴重，工件易產生熱（rè）變形，加工表麵質量和精度不易保證。特別是壁厚在2mm以下，並帶有（斜）深槽的（de）較為複雜型麵的薄壁件加工，其變形量的控製和避免數控加工深槽過程中的打刀現象（xiàng）更是（shì）此類零件製（zhì）造技術提升的關鍵。

      1.典型薄壁斜深槽加工特點

      高溫合金整體環形薄壁類（lèi）零件，在高（gāo）溫下有良好的高溫強度和抗應力、抗腐蝕性能。由於零件的材料為高溫合金，屬難加工材料。加工硬（yìng）化現象嚴重，高溫合金的可切削（xuē）性能低，因此從加工（gōng）工藝性分析，此類零件既有薄壁件的工藝特點又有難加工材料的工藝特點。為了避免或減小此類（lèi）零件的變（biàn）形，確保零件的（de）、形狀位置偏差及技術條件，必須在工藝（yì）路線的安排、工藝方法、設備的選用、工藝裝（zhuāng）備的結構設計、刀具的選用及切（qiē）削參數（shù）優化等方麵采（cǎi）取一係列的工藝（yì）措施。

      如圖1 、圖2 所（suǒ）示，典（diǎn）型薄（báo）壁零件為錐（zhuī）形（xíng），結構（gòu）複雜，曲率半徑大，涉及相關工藝多，屬於複雜型麵的薄壁件（jiàn）。最大外徑600mm，最小內徑500mm，高度80mm，最（zuì）小壁厚僅為1mm，零件上有6處深度（dù）為7mm，寬為2mm的環槽，且（qiě）每個環（huán）槽的傾斜角度不一樣（yàng）。零件的毛料為自由鍛件，金屬去除量大，在加工中易產生較大的加工應力，造成零件的機加變形。因為該零件的槽窄（zhǎi）且深，給零件的車加工（gōng）帶來很大的難度，特別是在數控設備上加工時，易打刀造成零件報廢。

      2. 數控加工策略

      （1）確定合理的加工路線

      綜合刀具材料、結構硬度和耐磨性、工藝性能（néng）等方麵，我們在數控臥車上進（jìn）行粗車、半精車型麵。主要目的是去除大部（bù）分餘量，使下工序數控精車型麵所加工餘量均勻。從圖（tú）3中可以看到在局部數（shù）控半精車所去的餘（yú）量比較大，最大處餘量單（dān）邊為17mm，采用傳統的內外車輪（lún）廓型麵（miàn）（上刀補）的方法，數控操作者需要通過在（zài）數控機床係統中（zhōng）預留刀補，加工（gōng）效率低，零件易變形。我們可以（yǐ）采用點位循環程序分段（duàn）加工的方法（fǎ），提高零件的加工效率，降低操作者（zhě）的勞動（dòng）強度（dù），減小零（líng）件的（de）變形量。最大程（chéng）度上實現全程序無幹預加工，提高零件加工自動化率。

      （2）數控精車型麵

      精（jīng）車型麵是加工難點，零件壁薄易變形，必須選（xuǎn）擇合適的走刀軌跡；槽比（bǐ）較深（深約7mm），且帶有不同（tóng）的（de）傾斜角度，加工過程中易打刀，造成零件報廢。為了控（kòng）製零件的變形量，在（zài）加工斜深槽采用循環進退刀的方（fāng）法加工。

      槽底（dǐ）機加振紋的解決（jué）。由於該零（líng）件的（de）斜槽較深且（qiě）窄，加工時，刀體探出較長，剛（gāng）性不夠（gòu）。通過（guò）多次試驗加工，找到消除振紋的方法：①在精加工槽後，換一個（gè）新的成形刀片，重走精車槽程序，這樣可以保證機夾刀片的鋒利，減小切削力。②在到達槽底時，暫停刀（dāo）具的進給（保證零件切削旋轉一周），同時提（tí）高（gāo）轉速，然後繼續按程（chéng）序退刀（dāo）。

      對零件（jiàn）加工過程（chéng）中刀（dāo）具幹涉問（wèn）題的解決。由（yóu）於零件為環形、薄壁類零件，型麵複雜，在加工過程中，如果刀具結構選擇不當或刀具的裝夾位置選（xuǎn）擇不當，刀具易與（yǔ）零件發生幹涉，需要通過虛（xū）擬（nǐ）仿真技術優化走刀路（lù）徑。虛擬仿真環境（jìng）下建立（lì）零件、夾具、刀具、機（jī）床精確的三維數（shù）據模型（xíng），運行數控加工程序，檢查刀具軌跡是否過切（qiē），判斷刀具是否與零件、機床產生（shēng）幹涉。條件允許的話，還可以采用複合加工機床，減（jiǎn）少非標刀具使用數（shù）量（liàng）。

      優選刀具（jù），降低刀（dāo）具成本。在選用刀具時，結合難加工材料（liào）和複雜槽型的特點優選刀具。如圖4所示，若直接加工麵1，沒有合適的刀具，加工位置外圓麵上的槽較（jiào）深（約20mm），所加工（gōng）的餘量較大（單邊約10mm）。經過現場分析和試驗（yàn），找出了解決問題的方法：

      使用正常的機加偏刀按虛線2處的尺寸加工（gōng），這樣可以避免偏刀後角幹涉的問題，使用偏刀就能去除90%以上的餘量。接下來，使用成形刀體，保（bǎo）證斜麵（miàn）1的傾斜度。若直接采用成形刀體加工（gōng）浪費較大（dà），因（yīn）為這種刀體所安裝的都是非標刀片，較（jiào）昂貴（guì）。采（cǎi）用通用機夾偏刀和成（chéng）形刀（dāo）混合使用既減少了刀具的換刀次數，又節省使用外購成形刀具的費（fèi）用（yòng），經濟性（xìng）較好。

      （3）優化切削參數

      針對由“機床+主軸+刀具+工件”構成的數控加工工藝（yì）係統，通過對其（qí）進行係統模態參數測試和切削過程動力（lì）學仿真計算，獲取切削力、切削轉矩、主軸功率等信息以（yǐ）及切削（xuē）穩定（dìng）域（yù）曲線，實現對數控加工參數和工藝的優化選擇。切深、進給直接影響加工質量和刀具（jù）壽命，對於給定寬（kuān）度的刀片，如（rú）切深太大或進給太高，刀片將受載（zǎi）過大，由此導致刀片的破損；在精加工時采用優化的切削（xuē）用量十分必要。通過對零（líng）件的試驗加（jiā）工，結合現場（chǎng）所使用的數控設備，我們確定了以下（xià）的切削參數較為適合（hé）此零件的加工，數控（kòng）加工參數為：n=20～30r/min，f=0.15～0.25mm/r，ap=0.15～0.3mm。采取上述措施同時加強生產過程的管理和完善生產過程中的質量控製（zhì），就可以生產出合格的零件。

      3. 結語

      薄壁斜深槽的加工是一個複（fù）雜（zá）的係統工程，涉及機床、夾具、工藝等各個（gè）環節。我們必須重點從（cóng）數控加工工藝路線、切削參（cān）數、加工方法（fǎ）等方麵進行分析及試驗研究，製定出合理的數控加工工藝路線，選擇先進的高性能刀具，運用（yòng）先進的數控（kòng）設備，從多角（jiǎo）度（dù）出發研究薄壁斜深槽的加工方法，實現此類零（líng）件的高效率、高精度及低（dī）成本加工。