机匣加工工艺路线优化喷淋系统

针对机匣加工过程中变形问题，经过实践与研究总结，对工艺过程从初始毛坯到切削工艺参数进行了优化。毛坯制备时，在保证考虑最大加工误差的情况下能够完成零件加工，同时应与机匣最终加工成形轮廓相近，这样既有利于切削加工，也能够节省材料。一般情况下，毛坯还应尽可能预留装夹位置。在装夹方式与基准选择上一般选用大、小端面及其外圆作为定位基准，夹紧力一般沿着轴向加载在安装边表面或者沿着径向加载在外圆上，这样可有效利用机匣自身结构，避免额外规划工艺凸台。针对机匣的典型结构，以一种具有代表性的某燃烧室机匣为例，进行了机匣的夹具设计。机匣工艺路线制定基本原则就是：先基准后其他、先粗后精、先主后次、穿插进行、先面后孔，具体而言就是机匣的加工一般分为3个阶段：粗加工、半精加工和精加工[6]。粗加工阶段：主要去除各表面的大部分余量，对尺寸精度和表面精度要求不高。粗精加工区别对待，粗加工效率优先，精加工质量优先。半精加工阶段：去除热处理产生的变形，完成各次要表面的最后加工，给精加工奠定基础。精加工阶段：完成全部表面最终加工，并保证机匣的全部技术要求，特别是对主要表面的要求。在工艺制定时要兼顾加工精度与效率，合理分配加工余量。针对某燃烧室机匣在工序分散原则基础上，对每一阶段的加工余量进行优化，以有利于零件的变形控制。原则是在保证零件具有装夹刚性和可控变形量内尽可能早地去除加工余量，甚至采用无余量。在工艺安排上除了遵循上述原则外，还采用ThirdWaveSystems公司的专业化有限元切削仿真软件AdvantEdgeFEM对切削力的动态切削变化过程进行了预测，以切削力、切削温度为控制目标达到优化工艺切削参数。铣削时根据机匣尺寸及壁厚各阶段的加工余量分布大致如下：燃烧室机匣粗铣余量1~1.25mm，半精铣余量0.2~0.5mm；风扇机匣粗车余量1~1.25mm，半精车余量0.2~0.3mm。最后，采用均匀对称加工余量分布和内外型对称切削方式，即指根据零件余量及走刀次数对加工顺序进行调整，使在同一工序内，内外型面交替加工直至最终尺寸。其目的就是促使初始残余应力逐步对称释放，从而减小残余应力变形。经过实践与仿真对比，刀具参数在车削过程中一般选用半径为0.8mm或1.2mm的SECO刀片，这样既能保证加工质量，又能兼顾加工效率[7]。铣削加工时刀具一般选用整体硬质合金立铣刀、快速铣刀、插铣刀以及成形刀具。在切削参数选择方面，通过试验证明，切削深度对切削力影响最大，因此切削深度不宜选择过大，最后一刀时切削深度应取小值以减小弹性变形；另一方面为保证加工效率，应根据总加工余量值，切削深度应随加工刀数逐渐减小，并可适当提高进给量及主轴转速，但是进给量与切削速度对零件残余应力及零件表面质量影响显著，因此在最后一刀时应以降低进给量及主轴转速为宜。

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