高精密封嚴(yán)圈加工工藝探究

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1、高精密封嚴(yán)圈加工工藝探究摘要：高精密軸承封嚴(yán)圈的材質(zhì)為高溫合金，零件的斜面都是有空間的斜面點(diǎn)構(gòu)成；零件基準(zhǔn)端面均布有17處槽及28個(gè)孔，小端端面有12個(gè)孔，零件大端由薄壁封嚴(yán)槽構(gòu)成，且有涂層加工。該零件為GE公司重要零件，為其它類涂層加工及高溫合金零件的加工，起到了推廣及借鑒的作用。關(guān)健詞：高溫合金零件；涂層加工；斜面空間壁厚檢測(cè)；車削加工中圖分類號(hào)：TU758.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1零件結(jié)構(gòu)及加工概述1.1零件結(jié)構(gòu)高精密軸承封嚴(yán)圈的材質(zhì)為高溫合金Inco718（對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)高鉻4169），最大外徑尺寸φ380mm

2、，高129.4mm，型面壁厚1.524mm，零件的斜面都是有空間的斜面點(diǎn)構(gòu)成。零件基準(zhǔn)端面均布有17處槽及28個(gè)孔，小端端面有12個(gè)孔，零件大端由的薄壁封嚴(yán)槽構(gòu)成。1.2工藝難點(diǎn)該零件從設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行工藝分析，從機(jī)械加工、涂層加工和空間斜面點(diǎn)檢測(cè)三個(gè)方面對(duì)加工難點(diǎn)進(jìn)行論述。1.2.1機(jī)械加工難點(diǎn)6基準(zhǔn)B直徑尺寸：φ287.899±0.038，且在基準(zhǔn)B上銑加工17個(gè)槽，小端配合基準(zhǔn)φ128.524±0.025，且對(duì)于基準(zhǔn)A、B的跳動(dòng)在0.05mm之內(nèi)；高精密封嚴(yán)槽：槽外直徑φ377.596±0.025，槽寬1.

3、651±0.025、槽深4.45±0.127、槽內(nèi)對(duì)基準(zhǔn)A、B的跳動(dòng)要求為0.05mm并且槽底為理論R轉(zhuǎn)接。1.2.2涂層的加工難點(diǎn)零件涂層尺寸：φ79.197±0.025（中間為涂層，兩端為零件基體），且涂層全跳動(dòng)對(duì)于基準(zhǔn)A、B為0.05mm。1.2.3空間斜面點(diǎn)檢測(cè)的難點(diǎn)高精密軸承封嚴(yán)圈的斜面均不是等厚，在斜面有4處連接部位的壁厚2側(cè)均增厚3°-5°，而這3°-5°斜度的壁厚在加工個(gè)過程中可以通過程序來(lái)控制，但怎樣來(lái)檢測(cè)這3°-5°斜度的壁厚。2加工工藝研究零件車加工的工藝路線：由于考慮到零件深腔的深度為

4、53.5mm且零件的壁厚只有1.524mm，如果一道工序直接將深腔車加工完成，那零件的變形將可能直接導(dǎo)致零件的報(bào)廢，故零件車加工工藝路線分為：粗車-半精車-精車路線來(lái)完成零件的加工，粗車給半精車留1.2-2mm的余量，半精車給精車留0.7-1mm的余量。2.1車加工的研制6半精車工序需將零件深腔（53.5mm）加工完成，形成深腔兩個(gè)側(cè)面的夾角只有52°。造成加工零件深腔過程中只能使用球刀刀片進(jìn)行加工，且刀柄為直柄，但球刀切削零件易在深腔底R(shí)部位產(chǎn)生刀具振紋，為避免振紋的產(chǎn)生，采用循環(huán)程序加工零件，循環(huán)程序可在

5、加工過程中保證零件的切削量一致（每刀的上刀量0.5mmMax），這樣就可以避免刀具切削量不一致造成刀具的讓刀，并減少振紋的產(chǎn)生。通過加工參數(shù)合理選擇，減少球刀在深腔轉(zhuǎn)接R處的受力：通過零件切削線速度恒定來(lái)解決振紋問題，零件越接近R部位，零件的線速度越低，轉(zhuǎn)速越慢。精車工序：零件直徑基準(zhǔn)B（φ287.899±0.038）、平面基準(zhǔn)A，必須先精車完成，再加工端面、小端直徑、內(nèi)孔、深腔等尺寸，才能保證以上部位對(duì)于基準(zhǔn)A、B的技術(shù)條件，但基準(zhǔn)A、B在后工序還需銑開17個(gè)槽，銑槽造成基準(zhǔn)A、B變形，而變形量易造成以上尺

6、寸對(duì)于基準(zhǔn)A、B的技術(shù)條件超差。如果先精車其它尺寸再加工基準(zhǔn)，通過其它尺寸反保證基準(zhǔn)A、B，工序其它直徑尺寸經(jīng)過尺寸鏈的換算公差由原來(lái)的0.254mm變?yōu)?.0125mm，在工序中這樣的直徑就很難保證。只有通過減小銑加工過程中基準(zhǔn)A、B的變形來(lái)解決其它部位對(duì)于基準(zhǔn)A、B的技術(shù)條件的問題。6零件在基準(zhǔn)A、B上銑開17個(gè)槽，且每個(gè)槽銑加工深度為5.38mm，首先，槽的深度5.38mm采用分層方法加工；其次，通過現(xiàn)場(chǎng)的試加工：走刀方式由外向內(nèi)的走刀方式造成基準(zhǔn)B的變化量為0-0.02mm，而由內(nèi)向外的走刀方式造成基

7、準(zhǔn)B的變化為：0-0.05mm，以銑加工的走刀方式來(lái)控制基準(zhǔn)銑加工后的變化量，并在工藝中通過轉(zhuǎn)換零件基準(zhǔn)，將基準(zhǔn)B轉(zhuǎn)換到外圓基準(zhǔn)H，這樣就可以在機(jī)床上直接檢測(cè)零件小端的跳動(dòng)。且在工藝文件中規(guī)定，在加工小端配合基準(zhǔn)前，必須重新找正基準(zhǔn)H。2.2銑加工的研制零件復(fù)雜型面的銑加工，該部位加工必須采用5軸聯(lián)動(dòng)銑加工的方式進(jìn)行，零件斜面為加強(qiáng)的強(qiáng)度，在斜面底部連接部位，壁厚兩側(cè)均增厚3°的壁厚，而這型面3°的偏差，造成銑加工3°型面的過程中易造成刀具與其它斜面過切，為保證零件車加工與銑加工的銜接，且不造成銑加工產(chǎn)生的過

8、切，在銑加工斜面部位，需反復(fù)的進(jìn)行調(diào)試零件銑加工驅(qū)動(dòng)曲面的百分比，來(lái)保證零件銑加工與車加工完全的銜接。2.3高精密封嚴(yán)槽的加工該零件最難的瓶頸是封嚴(yán)槽的加工，其設(shè)計(jì)要求：槽外直徑φ377.596±0.025，槽寬1.651±0.025、槽深4.45±0.127、槽內(nèi)對(duì)基準(zhǔn)A、B的跳動(dòng)要求為0.05mm并且槽底為理論R轉(zhuǎn)接。由于零件封嚴(yán)槽的設(shè)計(jì)要求極為嚴(yán)格，要想保證零件的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)從以下幾個(gè)方面保證