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1、細長空心渦輪軸加工工藝研究 摘要:低壓渦輪軸是典型薄壁空心長軸,該零件材料為GH4169,切削工藝性差,難加工,刀具易磨損,加工硬化現(xiàn)象嚴重,加工過程中零件轉(zhuǎn)速不能太高。零件大頭錐面直接過渡到軸身及深孔結(jié)構(gòu)特點,需要設計、制造特殊結(jié)構(gòu)的專用深孔鉆頭、深孔鉸刀等專用工裝、數(shù)控機夾刀具。尋求最佳的走刀路線和接刀點位置,調(diào)整、優(yōu)化數(shù)控程序,摸索最佳切削參數(shù),通過切削試驗來驗證數(shù)控程序的正確合理?! £P鍵詞:低壓渦輪軸;加工工藝;壁厚差 中圖分類號:V232文獻標識碼:A 解決渦輪軸加工關鍵在于數(shù)控車床實現(xiàn)對低壓渦輪軸長軸身和大頭輔板內(nèi)外型面的加工。經(jīng)過現(xiàn)場加工
2、和檢測驗證,效果顯著,保證低壓渦輪軸內(nèi)外型面加工質(zhì)量,滿足零件圖紙的要求。 1.制定工藝路線 毛料圖表→打頂尖孔→粗車外圓→粗車頭部及鏜引導孔→車外圓→鉆孔→鉆孔→鉆孔→鏜大頭內(nèi)孔及車外圓→小頭內(nèi)孔及切試件→熱處理(時效處理)→車外圓→精鏜小孔→車大端面→穩(wěn)定處理→細車軸身外圓端面→鏜內(nèi)孔→精絞內(nèi)孔及型面→鏜內(nèi)孔→精鉸內(nèi)孔及型面→鏜內(nèi)孔及型面→精鉸內(nèi)孔型面→腐蝕檢查→修復基準→精鏜小頭內(nèi)孔→鏜大端內(nèi)孔→精車軸身外圓→精磨外型面→標印→加工滾齒試件→滾試件→滾花鍵套齒→去毛刺→車大端止口及內(nèi)型面→鉆孔及銑大端面槽→去毛刺→5攻絲→鉆軸身斜孔及銑槽→去毛刺→銑
3、小頭端面槽→電加工橢圓孔→鉆斜孔→去毛刺及重熔層→電加工孔和槽→去重熔層及毛刺→清洗→熒光檢查→清洗→最終檢驗→鍍鉻→精車篦齒→噴涂前檢驗→磨外徑→銑篦齒端面槽→去毛刺→洗滌→局部熒光→洗滌→噴涂→精車篦齒外徑→動平衡→平衡去重→洗滌→噴丸→檢驗→修復配合表面→入庫?! ?.加工實施的具體方案 2.1深孔加工 深孔加工最重要的一步為加工引導孔,配做與引導孔適合間隙導鍵尺寸,深孔鉆頭刀刃情況。引導孔加工分兩種情況,一是在零件本體上加工引導孔,這種方法比較困難,比較傳統(tǒng),實現(xiàn)起來費時費力。另一種方法是在零件外接部分加工引導孔,這種方法比較實用,可以多個零件同時
4、使用,目前這種方法普遍推廣?! ?.2導鍵的加工 首先導鍵是深孔加工最基本最關鍵的環(huán)節(jié),深孔加工的好與壞全看導鍵是否合適,導鍵一般采用夾布膠木、白樺木、厚膠皮、硬質(zhì)合金(批產(chǎn)零件情況下使用,價格昂貴)。導鍵與刀體安裝完畢后同時與刀具連在一起后,在加工導鍵外徑時,導鍵外徑尺寸必須低于刀尖0.01mm~0.02mm,如果需要轉(zhuǎn)接,必須同時加工,找正基準必須統(tǒng)一,不能采用擠導鍵的加工方案?! ?.3內(nèi)排屑和外排屑 通常都采用內(nèi)排屑,有助于零件的內(nèi)孔粗糙度,內(nèi)排屑需要在刀具上設計排屑孔和零件需要封油裝置。5 2.4零件的熱處理 熱處理是采用適當?shù)姆绞綄饘俨牧?/p>
5、或工件進行加熱、保溫和冷卻以獲得預期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。只改變內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),不改變表面形狀與尺寸,而且都由加熱、保溫、冷卻3個階段組成,細長軸類零件熱處理一般采用吊裝方式進行,即常說的#式爐熱處理工藝?! ?.5變形控制 在精加工中,允許軸身和外型面可分別加工,同時分多次進刀,去除大部分余量,減少粗加工對零件變形影響,在單邊上留0.5左右余量,檢查零件跳動符合要求后,再車至設計尺寸,加工中一定要充分澆注冷卻液,提高表面質(zhì)量。以便接刀和減少溫度變化對零件尺寸的影響。 2.6壁厚差保證 在相關的工序精車內(nèi)孔型面時,將零件大端外徑及端面車一刀,保證零件基準
6、的技術(shù)要求,使該外徑與內(nèi)孔型面保持同軸,在精車工序時,找正該外圓和軸身跳動不大于0.01mm,這樣就可以保證零件壁厚差不大于0.05mm?! ?.7壁厚差保證檢測與修正 步驟1,空心長軸經(jīng)過深孔加工后,對各個截面的壁厚差進行測量,并用記號筆在零件外圓的不同截面上,將壁厚差的最大值標定出來;找出壁厚差最大值的前后兩個截面?! 〔襟E2,在車床上采用找偏心的方法有意將零件找偏,找偏數(shù)值與壁厚差最大值的前后兩個截面壁厚差數(shù)值相當。尾頂尖一側(cè)可用墊頂尖的方法進行找偏。5 步驟3,將機床主軸一側(cè)和尾端架中心架處各車出一個基準環(huán)帶,用架中心架支撐零件尾部基準環(huán)帶,找正兩
7、端基準環(huán)帶跳動在0.01mm以內(nèi);車加工尾孔基準倒角與尾頂尖配套,并與旋轉(zhuǎn)中心同軸。用千分表檢查跳動在0.005mm范圍之內(nèi)。 步驟4,用尾頂尖頂緊度口倒角,卸下中心架,半精車零件外圓全部表面,被加工表面壁厚差得到修正?! 〔襟E5,將零件掉頭,架中心架找正已修整的表面跳動在0.01mm以內(nèi),對另一端外圓內(nèi)孔進行車加工修正?! ?.低壓渦輪軸的加工應注意的事項 加工前,詳細檢查半精車工序零件的尺寸和技術(shù)條件,除在少數(shù)地方進行調(diào)整外,基本上延用了加工試驗的數(shù)控程序加工?! 榱吮WC首件研制的加工質(zhì)量,我們采取了如下措施: ?。?)加工過程中每調(diào)用一個新程序,操
8、作者、工藝人員對調(diào)用的程序進行校對,保