航空筒體類零件的典型加工（gōng）工藝（yì）-數控機床市（shì）場（chǎng）網

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航空（kōng）筒體類零件的典型加工工藝

2022-10-31 來源：西安慶安航（háng）空機械製造有限公司作者：劉壯壯周鵬

摘要（yào）: 筒（tǒng）體類零件廣泛應用於航空產品中，屬於一種典型的零件。其結構的特殊性要求其加工過程有一定的特（tè）殊（shū）性。為了保證零件的加工質量，可以（yǐ）綜合零件的加工要求，提取（qǔ）出一套通（tōng）用（yòng）的、典型的加工工藝流（liú）程，可為後續的（de）類似零件提（tí）供加工的（de）理論依據和指導。本文重點分類介紹了（le）零件的幾種基準轉（zhuǎn）換的加工方法，這些方法是多年加工檢驗的總結積累，有（yǒu）很強（qiáng）的適用性，能保證零件的加（jiā）工（gōng）質量。

筒體類零件廣（guǎng）泛應用於（yú）航空產品（pǐn）中（zhōng），其（qí）主要裝配成作（zuò）動係統進行工作。使用的位置包（bāo）括各類艙門的推（tuī）進係統以及起落架（jià）係統。筒體（tǐ）類零（líng）件要求內（nèi）孔與外部輪廓及各種孔係有較嚴的角向關係（xì）和（hé）位置要求，給加工過程造成了一定的（de）難度。我公（gōng）司致力於筒體類零件的加工製造研（yán）究，根據不（bú）同種類的零件，製定出（chū）了一套可使用的典型加工流程，可以保證零件的高效產出和穩定的加工質量。

1. 典型的（de）筒體類零件

筒體（tǐ）類零件有很多種，長短不一（yī），大小各（gè）異。其中最難加工的當屬深盲孔的加工。其典型的結（jié）構主要有以下幾種。

（1）小型筒（tǒng）體零件。小型筒（tǒng）體零件具有較小的尺寸，加工起來較為簡單，對設備和刀具要求較低。零件的內孔（kǒng）分為盲（máng）孔和通孔。其零件結鬆如圖 1 所示。

圖 1 小型筒（tǒng）體零件結構

（2）中型筒體零件（jiàn）。中型零件尺寸較大，對設備和刀（dāo）具有一定的要求，尤其是內孔精加工（gōng）刀具，需（xū）要（yào）一定的（de）長度（dù）。盲孔相比於通孔，加工難度較大。其零件結構如圖 2 所（suǒ）示。

（3）大型筒體零件。大型零件尺寸（cùn）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能滿足圖樣要求。其零（líng）件結構如圖 3所示。

圖 2 中型筒體零件結構

圖 3 大型筒體零件結構

2. 加工工藝分析（xī）

上文介（jiè）紹了三種（zhǒng）筒體零件的（de）類型，將其分（fèn）類是因（yīn）為其（qí）加工的難度逐漸遞增，加工工藝會略有差別。這幾類零件雖然長度（dù）尺寸不一致、外形輪廓大小不一樣，但也有相似（sì）的特征，其相似之（zhī）處有以下幾點 : ①零件都有內孔，且內孔較長，零件壁厚較薄。內孔需要加工的材料多。②零件的

基準都是內孔，且外形特征與內孔有位置度要求（qiú）。

要求較嚴。有些零件外部（bù）孔係相對內孔基準的位置度為 0.05mm。③內孔公差（chà）較（jiào）小，表麵粗糙度要求高。有些零件（jiàn）的內孔（kǒng）表麵粗糙度要求 Ra 值為 0.4μm，孔（kǒng）徑公差為 0.022mm。

根據上述零件特（tè）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（shēn），因此（cǐ）一般會采用深孔加工，這樣可以獲得較（jiào）高的加工效率、較高的內孔表（biǎo）麵質量且降低（dī）加工難度（dù）。深孔加工的鑽削係統如圖 4 所示。②多數零件的基準（zhǔn）為內孔，但是在後續的加工（gōng）過程中（zhōng）很多情況下無（wú）法直接（jiē）找正內孔，或者找正內孔的範圍太小，僅可（kě）找正（zhèng）孔口一小段距離，不能反映出（chū）零件內孔的實際狀態。因此需要轉換基準，將基準從內孔轉換為外（wài）圓，便於（yú）後續的加（jiā）工。這部分的內容後續會重點介紹（shào）。③內孔有較小的公差要求和較高的表麵粗糙度要（yào）求，一般會采用鏜削加工或者珩磨加工。

鏜削加工利用數（shù）控車，使用鏜刀切削內孔，達到（dào）良（liáng）好的表麵（miàn）質量。珩磨加工（gōng）是利用可脹縮的珩磨頭使珩磨油（yóu）石（shí）壓向工件表麵，同時珩磨頭進行（háng）上下運動和（hé）旋轉運動，對零件表麵進行精加工。珩磨加工可以獲得高的加工精度和良好的表（biǎo）麵質量。

圖 4 深孔鑽削係統

3. 加工（gōng）工藝設計

根據筒體類零件的結構特征和加工要求，製定下列加（jiā）工工藝。按照此（cǐ）工藝流程進行產品的加工，可以穩定的保證產（chǎn）品的質量。

數控車（粗車）→數控車（粗車）→深孔鑽→熱處理（按需）→精加工內孔（鏜削或（huò）者珩磨）→數控車修正基準（將內孔基準轉換至外圓（yuán））→數控車（精車外形（xíng））→數控車（精加工內孔，孔口或（huò）者孔底（dǐ）位置）→四軸立式加工（加工外形（xíng）、外部孔係（xì））→珩磨（精加工內孔（kǒng），按需）→數控（kòng）車 / 臥（wò）式加工（去除附加）→去毛刺→無損檢測（磁粉、熒（yíng）光、酸腐蝕）→檢驗（檢查尺寸（cùn））→表（biǎo）麵特種工藝→檢（jiǎn）驗（最終檢驗（yàn））。

上述加工工藝為典型的加工工藝，筒體類零件都可按（àn）照此（cǐ）工藝進行具體（tǐ）的工藝（yì）安排。本文重點要介紹的一個工序是數控車修正基準（將內孔基準轉換（huàn）至外圓）。我廠經過長期的分析、實踐和總結，得（dé）出幾種合適的加工方法，在此重點講述。

4. 數控（kòng）車修正基準的方法（fǎ）

根據零件的大小和內孔的類型不同，數控車修正基準（zhǔn）的方法也不（bú）同（tóng），其基本思路都是利用內孔定位（wèi），修正外圓（yuán）。

（1）小型零件。小型筒體零件可以在數控車工（gōng）序完（wán）成內（nèi）孔和外（wài）圓的同步加工。加工完成後（hòu），內孔和外圓（yuán）的同軸度可達到 0.02mm，可以滿足後（hòu）續的零件加工（gōng）。無論是加工盲孔，還是（shì）通孔，其加工方法（fǎ）都是一樣（yàng）的。這類零件的基準修正比

較簡單。

（2）中型盲孔零件。中型盲孔零件（jiàn）轉（zhuǎn）換（huàn）基準利用一個直心軸定位，將心軸（zhóu）跳動找正至0.005mm，然後將零（líng）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。其加工流程可參看圖 5。

圖 5 修（xiū）正基準工步及使用的工（gōng）裝

加工之後，內孔和外圓的同（tóng）軸可達到（dào）0.02mm 之內。

（3）中型通孔零件。中型通孔零件也利用此原理進行返修，可以做成整個心軸，端麵壓（yā）緊零件。其加工圖樣、夾具和裝夾示意如（rú）圖（tú） 6 所示。加工（gōng）之後，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（tōng）孔零件的心軸不能做（zuò）成整體式的，零件太重，零件太長裝夾配合難，因此設計為分（fèn）體式的，在兩頭分別利用堵塞定位，進行加工。其加工圖樣、堵塞和裝夾示意如圖 7 所示（shì）。

圖 7 大型通孔加工

加工之後，內孔和（hé）外圓的同軸可達到0.05mm 之內。

（5）大型盲孔零件。大型盲孔零件是最難（nán）加工的，起初也采用類似與中型盲孔零件的加工方法，但效果不理想。後續（xù）使用一種新的方（fāng）法，利用四軸和（hé）壁厚測量儀進行修正。首先利用壁（bì）厚測量儀測量零件的壁厚，並在零件上進行標識，然後根（gēn）據計（jì）算出外圓（yuán）相對（duì）於內孔的（de）偏差，利用四軸裝夾的（de）偏心裝夾進行偏心車削，最終實現外圓內孔同軸的目的。其加工步驟如圖（tú） 8 所示。

加工（gōng）之後，內孔和外圓的同軸可達到（dào）0.02mm之內。

圖 8 加工順（shùn）序

5. 其他注意事項

要（yào）想工件的加工質量穩定，需（xū）要保（bǎo）證內孔（kǒng）和堵塞的配合良好。要達到好的的（de）配合需要注（zhù）意以下幾點。

（1）控製內孔的的公差和表麵質量（liàng）。內孔的一致（zhì）性良好和高的表（biǎo）麵質量會提升（shēng）零（líng）件的穩定性，最好是在修基準前增加鏜孔或者珩磨。

（2）堵塞的質量需控製。圖（tú） 9 為一種堵塞的加工圖樣，需要注意幾個地（dì）方 : ①配合的外圓需要分組，分組的多少根據要求的精度及內孔的精度確定。②倒角與外圓需（xū）要高的（de）跳動（dòng）要求，最好控製在 0.01mm 內。外圓和端麵保證垂直（zhí）。③內孔加工螺紋，方便堵塞（sāi）從（cóng）零件中取出。

圖 9 堵塞圖（tú）樣（yàng）

（3）合適的配合（hé）間隙。隨著零件的加長，心軸和零件的配合間隙要適（shì）當的增（zēng）加，根據之前的加工經驗，摸索出了適當的配（pèi）合間隙（xì），能保證心軸和零件可以（yǐ）緊密的配合且方便裝夾。心軸與內孔的配合間隙可參考表 1，根據此（cǐ）表來設計心軸尺寸，效果比較理想。

表（biǎo） 1 心（xīn）軸配合間隙（單位 :mm）

6. 結語

本文重（chóng）點介紹（shào）基準轉換的幾（jǐ）種加工方法，相對於其他加工內容，這部分內容（róng）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，其基本原理是相同的。

大型盲孔的基準轉換較（jiào）難，如果精度較高需要反複加工。但零件的加工質量是最重要的，在加工類似的筒體零（líng）件時要重點的控製關鍵工序，安排科學的加工流（liú）程。

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