圓柱體零件在航空產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，是典型零件。其結(jié)構(gòu)的特殊性要求其加工工藝的特殊性。為了保證零件的加工質(zhì)量，可以通過(guò)整合零件的加工要求，提煉出一套通用的、典型的加工工藝，為后續(xù)類似零件提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。本文介紹了零件的幾種基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換加工方法。這些方法是多年加工檢驗(yàn)的總結(jié)和積累，適用性強(qiáng)，可以保證零件的加工質(zhì)量。

氣缸零件在航空產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，主要裝配成作動(dòng)系統(tǒng)工作。使用的位置包括各種門的推進(jìn)系統(tǒng)和起落架系統(tǒng)。圓柱形零件要求內(nèi)孔與外輪廓以及各種孔系之間有嚴(yán)格的角度關(guān)系和位置要求，加工難度大。我公司致力于氣缸零件的加工制造研究。針對(duì)不同種類的零件，我們制定了一套可以采用的典型加工流程，保證了零件的高效產(chǎn)出和穩(wěn)定的加工質(zhì)量。

一

典型氣缸零件

有許多種不同長(zhǎng)度和尺寸的圓柱體零件。其中，深盲孔的加工難度最大。其典型結(jié)構(gòu)主要包括以下幾種。

(1)小圓筒零件。小型氣缸零件尺寸更小，加工更簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備和工具的要求也更低。零件的內(nèi)孔分為盲孔和通孔。

(2)中型氣缸零件。中型零件尺寸大，需要一定的設(shè)備和工具，尤其是精加工內(nèi)孔的工具，需要一定的長(zhǎng)度。與通孔相比，盲孔更難加工。

(3)大圓筒零件。大型零件尺寸較大，加工難度較大，尤其是盲孔，需要特殊的工藝流程才能滿足圖紙要求。

2

加工技術(shù)分析

以上介紹了三類筒形件，之所以分類是因?yàn)榧庸るy度逐漸增大，加工工藝會(huì)略有不同。雖然這幾種零件的長(zhǎng)度、大小和輪廓不同，但它們也有相似的特征。它們的相似之處如下:①所有零件都有內(nèi)孔，內(nèi)孔更長(zhǎng)更細(xì)。內(nèi)孔需要加工很多材料。②零件的基準(zhǔn)都是內(nèi)孔，外部特征和內(nèi)孔都有位置要求。

嚴(yán)格要求。某些零件的外孔系相對(duì)于內(nèi)孔基準(zhǔn)的位置度為0.05mm③內(nèi)孔公差小，表面粗糙度高。有些零件要求內(nèi)孔表面粗糙度Ra值為0.4μm，孔徑公差為0.022mm。

根據(jù)上述零件的特點(diǎn)進(jìn)行工藝分析:①由于零件內(nèi)孔的去除余量較多，且內(nèi)孔較深，一般采用深孔加工，這樣可以獲得較高的加工效率、較高的內(nèi)孔表面質(zhì)量和較低的加工難度。用于深孔加工的鉆孔系統(tǒng)如圖4所示。②大部分零件的基準(zhǔn)是內(nèi)孔，但很多情況下，在后續(xù)加工中內(nèi)孔無(wú)法直接找正，或者找正內(nèi)孔的范圍太小，只能短距離找正孔口，不能反映零件內(nèi)孔的實(shí)際狀態(tài)。因此，需要將內(nèi)孔的基準(zhǔn)面轉(zhuǎn)換到外圓，便于后續(xù)加工。這部分會(huì)在后續(xù)重點(diǎn)介紹。③鏜孔或珩磨通常用于公差小、表面粗糙度高的內(nèi)孔。

鏜孔采用數(shù)控車床和鏜刀切削內(nèi)孔，從而達(dá)到良好的表面質(zhì)量。珩磨是利用可伸縮的珩磨頭將珩磨油石壓在工件表面，同時(shí)珩磨頭上下移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)，完成零件表面的精加工。珩磨可以獲得較高的加工精度和良好的表面質(zhì)量。

三

加工工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)缸體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工要求，制定如下加工工藝。按照此工藝流程，產(chǎn)品質(zhì)量可以得到穩(wěn)定的保證。

數(shù)控車床(粗車)→數(shù)控車床(粗車)→深孔鉆孔→熱處理(根據(jù)需要)→精加工內(nèi)孔(鏜孔或珩磨)→數(shù)控車床校正基準(zhǔn)(將內(nèi)孔基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為外圓)→數(shù)控車床(精車外形)→數(shù)控車床(精加工內(nèi)孔、孔口或孔底位置)→四軸立式加工(加工輪廓和外孔)

上述加工工藝是典型的加工工藝，筒體零件可按此工藝排列。本文重點(diǎn)介紹了數(shù)控車床的基準(zhǔn)校正過(guò)程(將內(nèi)孔基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為外圓基準(zhǔn))。

四

數(shù)控車床基準(zhǔn)校正方法

根據(jù)零件尺寸和內(nèi)孔類型的不同，數(shù)控車床的基準(zhǔn)校正方法也不同，基本思路是利用內(nèi)孔定位校正外圓。

(1)小零件。小圓柱零件可以在數(shù)控車削序列中完成內(nèi)孔和外圓的同步加工。加工后內(nèi)孔和外圓的同軸度可達(dá)到0.02mm，能滿足后續(xù)零件加工的要求。不管是加工盲孔還是通孔，加工方法都是一樣的。這類零件的基準(zhǔn)校正相對(duì)簡(jiǎn)單。

(2)中型盲孔零件。中型盲孔零件的變換基準(zhǔn)用直心軸定位，心軸跳動(dòng)找正到0.005mm，然后將零件夾在心軸上，校正附加頂孔，再用堵塞和頂孔校正外圓。

加工后，內(nèi)孔和外圓的同軸度可達(dá)到0.02毫米以內(nèi)。

(3)中型通孔零件。中型通孔零件也可利用這一原理進(jìn)行修復(fù)，并可制成整體芯棒和端面壓制件。加工后，內(nèi)孔和外圓的同軸度可達(dá)到0.04毫米以內(nèi)。

(4)大通孔零件。大尺寸通孔零件的芯軸無(wú)法一體成型，零件太重，零件太長(zhǎng)，夾緊配合困難，所以設(shè)計(jì)成分體式，兩端分別用擋塊定位進(jìn)行加工。

加工后，內(nèi)孔和外圓的同軸度可達(dá)到0.05毫米以內(nèi)

(5)大盲孔零件。大盲孔零件最難加工。一開(kāi)始用的是類似的、中等的盲孔零件，但效果并不理想。然后，采用一種新的方法，用四軸和壁厚測(cè)量?jī)x進(jìn)行校正。首先用壁厚測(cè)量?jī)x測(cè)量零件的壁厚，并標(biāo)注在零件上。然后根據(jù)計(jì)算出的外圓與內(nèi)孔的偏差，利用四軸裝夾的偏心裝夾進(jìn)行偏心車削，最終實(shí)現(xiàn)外圓與內(nèi)孔同軸的目的。

加工后，內(nèi)孔和外圓的同軸度可達(dá)到0.02毫米以內(nèi)。

五

數(shù)控車床基準(zhǔn)校正方法

如果工件的加工質(zhì)量穩(wěn)定，就要保證內(nèi)孔與堵頭的良好配合。要實(shí)現(xiàn)良好的合作，需要注意以下幾點(diǎn)。

(1)控制內(nèi)孔的公差和表面質(zhì)量。內(nèi)孔一致性好，表面質(zhì)量高，會(huì)提高零件的穩(wěn)定性。修復(fù)基準(zhǔn)前最好加鏜或珩磨。

(2)應(yīng)控制堵塞質(zhì)量。是一種分塊加工模式，需要注意幾點(diǎn):①匹配的外圓需要分組，分組的數(shù)量根據(jù)要求的精度和內(nèi)孔的精度來(lái)確定。②倒角和外圓需要較高的跳動(dòng)要求，最好控制在0.01mm以內(nèi)..外圓和端面垂直。③內(nèi)孔有螺紋，便于取出零件中的堵塞物。

(3)合適的配合間隙。隨著零件的加長(zhǎng)，芯軸與零件的配合間隙應(yīng)適當(dāng)增大。根據(jù)以往的加工經(jīng)驗(yàn)，找出一個(gè)合適的配合間隙，既能保證芯軸與零件的緊密配合，又便于夾緊。主軸與內(nèi)孔的配合間隙，主軸尺寸按此表設(shè)計(jì)，效果理想。

六

總結(jié)

大盲孔的基準(zhǔn)換算比較困難，精度高的話需要反復(fù)加工。但是，零件的加工質(zhì)量是最重要的。加工類似筒形零件時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)控制關(guān)鍵工序，安排科學(xué)的加工流程。