[發明專利]襯套薄壁零件加工變形的控制方法

有效

• 申請號: 201410377912.0
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104384825B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 向巧;向蘇林;崔波;羅國彬;鄭海凌
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第五七一九工廠
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心51121
• 代理人: 郭純武

技術領域

本發明涉及一種控制襯套薄壁零件變形的方法，尤其是高精度鋁合金薄壁類零件加工變形的控制方法。?

背景技術

隨著航空工業的發展,高強度鋁合金薄壁件得到了廣泛的應用。但是該類襯套薄壁零件在加工過程中受力容易變形,加工后的襯套薄壁零件不容易達到質量指標要求。鋁合金薄壁件在切削過程中,如何消除和減少，有效制約該類襯套薄壁零件的加工變形是航空制造過程中一項備受關注的課題，現有加工技術不能從根本上解決該類問題。襯套薄壁零件是航空產品中較常見的一類襯套薄壁零件,其結構通常較復雜,精度要求高，加工工藝性差。鋁合金薄壁類零件一般尺寸大而截面積較小,加工余量大但剛度較低,在加工中容易出現變形。比如材料為2A12-T4航空產品某重點關鍵部件中的一個軸類襯套零件,直徑較大,壁薄而密封環形槽多,形位公差要求高,，因切削加工應力的存在,加工變形不可避免。發動機部分軸承襯套直徑大于Ф70,外輪廓尺寸相對截面尺寸較大,內腔有至少兩處不規則貫穿槽和不通槽組成的，而且采用鋁制的軸承襯套槽壁厚最薄處只有1.5～1.65mm。加工中余量大,剛度低。?

發動機工作過程中軸承襯套承受載荷大、磨損嚴重，磨損鋁粒易引起發動機滑油鋁含量超標故障。為了降低和預防滑油鋁含量超標故障，現有技術通常采用在原鋁制軸承襯套表面覆蓋一層硬質陽極氧化層。軸承襯套的內孔與外圓尺寸精度及同軸度要求高，由于軸承襯套的硬質陽極氧化加工受條件限制，在附件機匣裝配軸承襯套后不能進行硬質陽極氧化處理，而必須將軸承襯套尺寸精加工到最終尺寸進行硬質陽極氧化后裝配。硬質陽極氧化層不能進行車、鏜削等機械加工，只能進行微量研磨的鍍層。在加工過程中，鋁合金結構薄壁件軸承襯套因其襯套薄壁零件內孔與外圓的同心度為0.01，壁厚差不大于0.01，制造難度大，加工極易變形，變形極難控制。根據薄壁零件在加工中的變形是不可避免的現象，采用正確的加工方法使其變形控制在有效的范圍內，是工藝需要解決的問題。在航標薄壁標準中規定，對于薄壁零件的非配合尺寸在受力裝配情況下能夠恢復襯套薄壁零件設計圖要求值并滿足裝配要求時，允許多截面平均值法進行測量。這就說明了薄壁零件的變形問題是較難避免的，但是該標準并不能滿足實際使用需要。薄壁零件的變形主要因素包括：?

1.裝夾因素。通常加工中一般采用三爪卡盤裝夾，應力較大，易產生較大的彈性變形，使工件的尺寸公差和形位公差偏離預期目標；在銑中心精加工內孔、外圓。保證內孔與外圓的同心度0.01,圓柱度0.015，壁厚差不大于0.01。一次裝夾加工外形面，各臺階面及內孔、外圓，因加工時的夾持力、加工應力未釋放，當襯套薄壁零件切除襯套薄壁零件夾持部分后，應力釋放，造成襯套薄壁零件變形，尺寸公差和形位公差不能保證。以薄壁鋁合金襯套類零件車內孔為例，鏜孔時，襯套薄壁零件采用軟卡爪裝夾，由于徑向夾持力的作用，襯套薄壁零件受三個卡爪不規則作用力，產生橢圓狀或者梨狀變形。加工完成卸下工件后，由于撤銷了徑向力，工件彈性應力釋放，工件外圓變形局部恢復，部分塑性變形導致工件內孔、外圓呈現不規則的橢球形，偏離加工要求。套內襯套薄壁零件通常采用的加工方案，其流程為：車工粗加工將內孔多余余量去除。車銑中心夾持襯套薄壁零件加工外圓、內孔及襯套薄壁零件其他結構一次加工成形，因夾持應力和加工應力的存在，不能有效解決上訴影響變形因素。對于尺寸精度和形位公差要求高的尺寸不能保證。實際加工中，襯套薄壁零件的加工合格率為零。?