015年第49卷No,363鈦合金支座的工藝改進劉麗娟中航工業(yè)沈陽飛機工業(yè)集團有限公司摘要:針對飛機支座零件工藝流程長、機加質(zhì)量差等問題結(jié)合提高生產(chǎn)效率及優(yōu)化流程要求,進行工藝方案優(yōu)化,將常規(guī)精加工改為數(shù)控加工,并闡述了改進后的工藝方案在數(shù)字化加工中的具體實施過程。關(guān)鍵詞:數(shù)字化加工;臥式機床;工藝改進中圖分類號:TG502文獻標志碼:A1零件結(jié)構(gòu)特點等工序,加工零件內(nèi)形。其工藝過程需多次裝夾、多道工序、多套工裝和多次檢查,方完成零件的加工。支座零件是飛機上典型的承力結(jié)構(gòu)件。受設備原工藝方案機加工藝流程:銑定位面、鉆基準能力及工藝水平的限制,以往零件的加工采用五坐孔一數(shù)控銑零件外形及局部內(nèi)形一鉗工初鉆耳片上標立式銑床加工,復雜的變角度內(nèi)形均由常規(guī)銑工孔至42—鏜孔至43-常規(guī)銑耳片側(cè)面及開角處完成,生產(chǎn)效率低,勞動強度大,質(zhì)量不穩(wěn)定。內(nèi)形(見圖2a)一常規(guī)銑耳片另一側(cè)及閉角緣條內(nèi)鈦合金支座零件外廓尺寸為180mm×160mm形(見圖2b)一常規(guī)銑閉角底面外形(見圖2c)-鏜×150mm。零件雙耳片與底面成58°角,零件內(nèi)形孔至45H7—常規(guī)銑工藝凸臺。面呈變角度分布。耳片槽口尺寸深其中c45田7孔《位置精度高,為裝配交點孔。支座結(jié)構(gòu)形式見圖1圖1支座結(jié)構(gòu)圖2原工藝方案簡介在該零件研制之初,受設備能力限制,采用五坐圖2原工藝示意圖標立式數(shù)控銑床加工。而立式數(shù)控銑床的AB擺角原工藝方案大部分工作量均由常規(guī)銑工完成。只有±30°,耳片孔及零件內(nèi)形無法加工到位。導致從圖2中不難看出,確定內(nèi)形線位置所需要的尺寸零件原工藝方案為數(shù)控精銑外形以及垂直腹板面的多,角度變化大,所需輔助時間長。整個過程需申請部分內(nèi)形,耳片側(cè)面及兩側(cè)角度面內(nèi)形均由常規(guī)銑4套夾具、3道劃線工序、10道常規(guī)銑工序、2道鏜孔工按尺寸劃線加工。耳片外形采用定擺角行切方式工序,勞動強度大,表面質(zhì)量差,生產(chǎn)效率低。加工,加工時間長。零件的設計基準為耳片上3新工藝方案的確定d45H7孔,所有的內(nèi)形尺寸均由該孔給出。因此在常規(guī)加工內(nèi)形之前,必須粗鉆孔,作為后繼加工基31加工難點及工藝凸臺設定準。在數(shù)控粗銑之后,需安排鉗工鉆孔、數(shù)控鏜孔工零件原材中國煤化工成58°角零序作為后繼加工基準。然后安排劃線銑工鉗工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)復CNMHG布,切削時下刀困難。另外耳片上槽口尺寸深,機加時易收口,其收稿日期:2014年6月中45H7孔為裝配基準孔,孔位與外形位置精度工具技術(shù)高,位置精度不易保證。式,充分利用刀具刃部,保證刀具在使用壽命內(nèi)能夠由于零件自身沒有基準孔,為使零件定位裝夾達到最多金屬去除體積。由于鈦合金材料本身變形方便,需在零件兩側(cè)增設工藝凸臺,在工藝凸臺上制系數(shù)小,所以刀具的每齒進給量不宜選擇過大,否則出2-Φ12H9工藝孔,加工時采用一面兩孔定位,壓會加劇刀具的磨損,使刀具耐用度下降。數(shù)控加工板始終壓于工藝凸臺上,避免加工過程中倒壓板,從時所使用的刀具和相對應的切削參數(shù)見表1。而達到無人工干預狀態(tài),減少輔助時間。表1加工刀具選擇及切削參數(shù)數(shù)值32機床的選擇根據(jù)零件的材料及結(jié)構(gòu)特點,決定選擇剛性好、刀具編號直徑團長齒數(shù)底R功率大的五坐標臥式銑床加工。該機床為AC擺W-(粗30454454012130角,A角為士110,C角為±200。將零件擺放到適W-x(精》3044140256420合的位置后,通過變換機床主軸角度,確保一次裝夾B1-2402050520591.5500后能夠完成零件的全部加工,其中包括45H7孔的B1-2621648414010060鏜制。使裝配孔Φ45H7與外形在同一裝夾狀態(tài)下34數(shù)控程序的編制加工完成,避免因二次裝夾而產(chǎn)生的定位誤差,從而(1)數(shù)控坐標系的確定保證了孔與外形的位置精度。零件變角度內(nèi)形也可在確定數(shù)控加工坐標系之前,首先應確定零件以通過變換主軸的角度,采用擺刀進刀的切削方式在機床工作臺上的擺放位置。為充分利用臥式機床加工零件內(nèi)形。的加工優(yōu)勢,使零件在一次裝夾狀態(tài)下完成全部加零件在臥式銑床上加工,需要注意的是,零件在工,需將零件按圖3所示坐標擺放零件,使零件開角工作臺上的擺放要有足夠的高度避免加工時機末位于Y軸正向閉角位于Y軸負向保證程序在加主軸與工作臺相撞,一般采取的方法是在工作臺上工閉角內(nèi)形時,避免機床主軸與工作臺干涉零件擺安裝方箱,將零件擺放在方箱上。擺放時要盡量放放示意圖見圖3。于方箱邊緣靠近主軸一側(cè),避免機床主軸與方箱側(cè)面相撞。選擇該機床后,左右件只需一套簡單的自制數(shù)控銑夾,一次安裝定位。33刀具及切削參數(shù)的選擇(1)刀具的選擇22H粗加工時,由于毛料表面硬度大,銑切量大,般選用直徑較大的焊接式硬質(zhì)合金立銑刀加工。但是受主軸功率的限制,刀具直徑不能無限加大,因為刀具直徑的增大,會導致主軸切削時消耗的功率也圖3零件擺放示意圖隨之增大,切削性能降低,因此不宜選擇過大直徑的2)轉(zhuǎn)角處理刀具。綜合考慮后,選擇Φ30R4立銑刀用于外形的零件內(nèi)形轉(zhuǎn)角為R8,粗加工時采用Φ30R4刀粗精加工以及內(nèi)形的粗加工及半精加工。精加工內(nèi)具加工,精加工時采用l6R4刀具加工,為避免精形時,由于零件轉(zhuǎn)角為R8,選擇的刀具直徑為加工時轉(zhuǎn)角余量過大,切削量過大,在精加工前需對d16R4,槽口尺寸為32,選用204立銑刀加工。轉(zhuǎn)角處進行插銑處理。采用帶底刃6R立銑刀,由于耳片頂部距離腹板較深鍛件余量較大,刀具結(jié)利用編程軟件中的鉆孔命令,對轉(zhuǎn)角進行插銑。值構(gòu)應選擇刃長較短,下刀深較長的刀具,確保刀具有得注意的是,在插銑時,轉(zhuǎn)角處兩側(cè)面及底面需留足夠的剛性。0.3mm余量,該余量與精銑內(nèi)形程序一并去除,避(2)切削參數(shù)的選擇免出現(xiàn)接刀棱,保證轉(zhuǎn)角處圓滑過渡。粗加工時采用小切深、高速度、大進給(俗稱(3)內(nèi)形r中國煤化工淺切快跑”)的加工方法,降低機床負荷降低切削零件鍛CNMHG開出,粗加工力減少加工應力減小零件加工中的變形。半精加時,應先加工進刀槽,采用“螺旋環(huán)切銑切”的加工工和精加工時采用“軸向滿刀徑向分層”的切削方方式,加工進刀槽。應用 CATIA V5中的槽銑令,利2015年第49卷No3用宏指令中“擺刀”進行編程,擺角設定為3°。這種表2原加工方案和現(xiàn)加工方案對比表加工方式可輕松實現(xiàn)徑向滿刀切削,具備較高切削原工藝方案現(xiàn)工藝方案效率。銑完進刀槽后,采用軸向滿刀徑向分層切削加工周期5天3天方式,在已加工的進刀槽處下刀,徑向分層處采用機加工序數(shù)量45°斜向切人,禁止采用90°切入,使加工平穩(wěn),提高裝數(shù)量(左右件)被加工部位的表面質(zhì)量。鈦合金支座的工藝改進和全數(shù)字化加工,縮短4新舊工藝對比并優(yōu)化了工藝流程。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及材料特點制定了合理的工藝方案。對零件復雜變化的內(nèi)部結(jié)通過對新工藝方案的論述零件的加工只需銑構(gòu),均采取了有效的編程方法,保證了零件質(zhì)量。底面,鉆出2-12H9基準孔、數(shù)控加工所有表面包括制耳片上裝配孔,待所有表面加工完成后,去除參考文獻工藝凸臺[1]陳宏鈞機械加工工藝方案設計及案例[M].北京:機械使用新的加工方案,左右件只需一套數(shù)控銑夾,工業(yè)出版社,2011次裝夾定位,就能夠完成所有面的加工。兩方案[2楊豐數(shù)控加工工藝與編程[M].北京:國防工業(yè)出版的對比見表2社通過表2不難看出,新的工藝方案大大降低了作者:劉麗娟,高級工程師,沈陽飛機工業(yè)(集團)有限工裝的使用數(shù)量,優(yōu)化了工藝流程,減少了零件的輔公司數(shù)控加工廠,1050沈陽市助加工時間,提高了生產(chǎn)效率。樣的功效。工業(yè)40并非工業(yè)革命的終結(jié)者如果把信息技術(shù)列為第三次工業(yè)革命的核心內(nèi)容,德國小米的雷軍曾說過一句名言,“只要站在風口,豬也能的“工業(yè)4.0”實際上還未能跳出這個范疇。因為,通過信息飛起來?！被ヂ?lián)網(wǎng)的下一個風口在哪里?IBM全球副總裁兼技術(shù)使得工業(yè)生產(chǎn)智能化、個性化只是信息技術(shù)在工業(yè)上的中國開發(fā)中心總經(jīng)理王陽給出了自己的答案,他說:“下發(fā)展和延續(xù),而算不上是新的革命。代的互聯(lián)網(wǎng)風口是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)?！笔聦嵣?就互聯(lián)網(wǎng)對經(jīng)濟的影響而言,目前影響最大的的確,產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在成為新的熱潮,德國提出的“工領(lǐng)域無疑是商業(yè)和金融業(yè),所有人都感受到了電子商務和互業(yè)4.0”成為熱門詞匯,而美國企業(yè)則提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)金融的巨大沖擊。即使如此,我們既沒有聽說電子商務伴隨著新概念的出現(xiàn),有人認為新一輪的工業(yè)革命即將到要終結(jié)商業(yè),也沒有聽說互聯(lián)網(wǎng)要終結(jié)金融業(yè)?；ヂ?lián)網(wǎng)之所來,傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展方式將出現(xiàn)顛覆性、革命性的轉(zhuǎn)變。以會在這兩個領(lǐng)域率先興起,與金融資本的虛擬化不無關(guān)有人甚至認為,工業(yè)40將是最后一次工業(yè)革命,預言制造系,而電子商務也只是在商品流通信息上實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)化,業(yè)繼自動化、智能化之后不再有突破,制造業(yè)本身將不復存其生產(chǎn)環(huán)節(jié)依然屬于傳統(tǒng)狀態(tài),而涉及到商品實體的流通環(huán)在。節(jié),往往在銷售高峰成為電商的軟肋。因此,沒有人否認互互聯(lián)網(wǎng)真的能夠成為制造業(yè)的終結(jié)者嗎?這的確是個聯(lián)網(wǎng)的巨大魅力但將其力量神化卻讓人難以信服。大大的疑問,至少現(xiàn)在下結(jié)論還為時尚早通過互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)生產(chǎn)相融合,實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)工業(yè)40在德國被認為是“第四次工業(yè)革命”。但對此網(wǎng)也好,工業(yè)40也罷,面對范圍如此之廣的工業(yè)生產(chǎn)所涉提法世界范圍內(nèi)的認識并不一致。細細想來,現(xiàn)在普遍認為及的內(nèi)容數(shù)不勝數(shù),而在信息的收集、處理后,大多數(shù)指令的現(xiàn)代工業(yè)處于“第三次工業(yè)革命”,但也有人提出了“第六次實現(xiàn)最終還是要落實到生產(chǎn)材料的物理層面。在電商銷售工業(yè)革命”。工業(yè)革命何以配得上“革命”一詞。專家認為高峰物流尚且捉襟見肘的互聯(lián)網(wǎng)能夠應對更為復雜的工業(yè)并不是說其能對生產(chǎn)效率有多大的提高,而在于其通過對生設計、生產(chǎn)、銷售和服務嗎?這的確讓人難以感到樂觀。產(chǎn)方式的顛覆性變革實現(xiàn)了人的解放,從而推動了人類社會因此,在工業(yè)與信息技術(shù)的融合尚且難以被確定為“第的巨大變革。從這個標準來看蒸汽機電與內(nèi)燃機信息技四次工業(yè)革命”的時候還是不要動輒說什么工業(yè)4.0是工術(shù)的出現(xiàn)都做到了這一點。而原子能技術(shù)、航天技術(shù)、生物業(yè)革命的終結(jié)H中國煤化工科學以及五花八門的新能源技術(shù),至少現(xiàn)在還沒有發(fā)揮出這CNMHG