作者：樂成明 宋廣華 李真楷 翟建華 王國耀
)y Zr] C@\5%~tW+ 摘要：通過分析工藝系統(tǒng)動(dòng)、靜誤差及工件安裝誤差，提出了一種鋁合金薄壁零件冷熱加工方案。該方案通過合理選用刀夾具、切削用量、冷卻液及多次走刀、穩(wěn)定化時(shí)效處理，有效地控制了鋁合金薄壁零件的加工變形，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
l!KPgRw 關(guān)鍵詞：鋁合金 薄壁零件 冷加工 熱加工 加工變形
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[Vs 鋁合金的比強(qiáng)度（σb/γ）較高，為18～21，因而在航空產(chǎn)品中得到廣泛地應(yīng)用。薄壁零件是航空產(chǎn)品中較常見的一類零件，其結(jié)構(gòu)通常較復(fù)雜，精度要求高。因此，研究鋁合金薄壁零件加工技術(shù)具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
#D%6b U* c'xoP 襯套是航空產(chǎn)品某重點(diǎn)型號(hào)關(guān)鍵部件中的一個(gè)軸類零件。該零件直徑較大，壁薄而密封環(huán)形槽多，形位公差要求高，材料為LC4-CS。該零件的加工曾嘗試過3種方案。第1種方案：先粗加工外圓、內(nèi)孔，再上專用車夾精加工內(nèi)孔、內(nèi)環(huán)槽，最后上專用車夾精加工外圓、外環(huán)槽，外圓83.2f8與內(nèi)孔78H8同軸度只能達(dá)到0.04mm～0.05mm。第2種方案：先粗加工外圓、內(nèi)孔，再半精加工內(nèi)孔、內(nèi)環(huán)槽、外圓、外環(huán)槽，最后自制車夾精加工內(nèi)孔、內(nèi)環(huán)槽、外圓、外環(huán)槽，外圓83.2f8與內(nèi)孔78H8同軸度只能達(dá)到0.03mm～0.04mm。從試加工情況來看，上道工序的變形影響下道工序的加工基準(zhǔn)，從而影響最終的加工精度。第3種方案：為了減少工序間變形，在第２種方案的基礎(chǔ)上采用工序間“開水煮”的土辦法處理，效果不太明顯，外圓83.2f8與內(nèi)孔78H8同軸度只能達(dá)到0.02mm～0.04mm，仍不能滿足設(shè)計(jì)圖紙中同軸度?0.02mm的要求。
Wv9L }@J &cJ?mSI 與國內(nèi)一些大專院校及專業(yè)廠家進(jìn)行了技術(shù)交流，始終未找到有實(shí)效的加工方法，該零件的加工逐漸成為整臺(tái)產(chǎn)品生產(chǎn)的“瓶頸”。
[)dIt@Y&j Lz p}<B 1 零件工藝分析
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zL 該零件為鋁合金較大直徑軸類薄壁零件，外圓、內(nèi)孔精度為IT8級(jí)，3處密封環(huán)形槽精度接近IT8級(jí)，其徑向圓跳動(dòng)度為0.05mm，外圓與內(nèi)孔同軸度為0.02mm，外圓尺寸83.2f8（-0.036-0.090），壁厚不均勻，最大壁厚2.6mm，最小壁厚1.1mm。為了批量加工出高精度合格工件，必須全面透徹地分析整個(gè)加工過程中可能出現(xiàn)的誤差，并針對(duì)這些誤差采取切實(shí)有效的措施。
\x\N?$`ANc GQJ4d-w 該零件的加工精度取決于由機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的工藝系統(tǒng)。
g oyQ',+ >dJ~ 工藝系統(tǒng)靜誤差中，機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)誤差對(duì)加工誤差影響較大。精密C6150A車床精車外圓的圓度為0.01mm, 圓柱度為0.01mm/100mm，可以選用。該零件所用車刀的制造精度對(duì)加工精度無直接影響，但刀具幾何參數(shù)和形狀影響刀具的磨損及耐用度，間接影響加工精度。該零件因刀具本身及磨損所引起的加工誤差較小，根據(jù)工件材料及加工要求，可通過正確選擇刀具材料、刀具幾何參數(shù)、切削用量、冷卻潤滑、準(zhǔn)確刃磨等方法來控制。
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(y?GB 夾具誤差(包括定位元件、夾具體等零件的制造誤差)、夾具的制造誤差、在機(jī)床上的安裝誤差以及工件在夾具上的安裝誤差都會(huì)影響零件的加工精度。可采用“就地加工”的方法在機(jī)床上加工定位夾具，盡力減少夾具制造誤差、安裝誤差和零件安裝誤差。
S0gxVd( D`mr> -Y 在機(jī)械加工過程中，由于切削力、夾緊力、重力、慣性力、傳動(dòng)力等的作用，會(huì)引起工藝系統(tǒng)的變形；同時(shí)，由于切削力受力點(diǎn)位置變化、毛坯加工余量變化和材料硬度變化，會(huì)引起工藝系統(tǒng)變形的變化。工藝系統(tǒng)的變形及其變形的變化都會(huì)產(chǎn)生工件的尺寸誤差和幾何形狀誤差。由切削原理可知，徑向切削分力Fy和切削深度t成正比，即Fy=Ct，由此引起的工藝系統(tǒng)受力變形為y1=Ct1/K系統(tǒng)，y2=Ct2/K系統(tǒng)，其中K?系統(tǒng)?為工藝系統(tǒng)在y方向的剛度，
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h9D^ I Iu~<Y(8^q# Δ工件= y1- y2=C（t1- t2）/K系統(tǒng)，
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