1现有问题

该分流环后段零件此前加工变形量大，平均圆度在1.5mm~2.5mm。通过跟踪现场多台零件的加工数据，发现零件变形主要发生在精车内、外圆工序，减小零件自由状态下的圆度，主要在于如何控制精车内、外圆工序的变形量，同时辅助控制半精车内、外圆工序的加工方法。

2技术方案

2.1控制车加工全过程基准状态

将零件非基准面先进行车削，零件找圆后，底面不平处用塞尺垫平，将非基准面加工至见光即可：再将零件翻面，按修基准工序正常加工基准面，底面不平处依然用塞尺垫平。每道工序全部采用打表的方式压紧压板，打表观察每个压板对应的点有无变化情况，无变化后，将压板依次加力，均匀轴向压紧力，继续打表观察每个压板对应点有无变化，按此步骤依次加力，直到压紧为止。每道工序端面处留0.2mm余量最后车削，保证精车加工时上下端面的平面度达到最好的状态。

2.2应力充分释放、减小残余

针对车加工过程中装夹应力、刀具对零件的作用力以及零件自身的应力问题，采用卸力的方式让应力充分释放。为了保证卸力后继续加工余量足够，以及去除量最大化时卸力，前提必须收集零件的跳动变化。通过数据分析，随着零件余量的去除，在精车工序时卸力前后变形量较大。因此，在半精车工序时，所有型面剩余0.5mm时卸压板，重新找正后打表压紧继续加工；在精车工序时，所有型面剩余0.8mm时卸压板，重新找正后打表压紧继续加工，让零件应力尽可能多的释放，在一定程度上减小零件的加工变形。

2.3减小零件装夫应力

将夹具止口处直径继续扩大，由于夹具结构所限，不能将止口处全部车削，只能单边车掉3mm，尽可能避免夹具阻碍零件变形，足够让零件在加工过程中不受限制。将辅助支撑去除，减小局部刚度不一致导致的应力分配不均匀现象。但由于零件撤除辅助支撑后刚性不足，加工过程中端面及内圆振纹现象非常明显，只能通过降低转数和进给减小局部振纹的产生，并不能完全消除，而降低转数和进给同样达不到铝合金材料适宜的加工参数。加工过程一度停滞。通过滴石蜡的方式将零件包裹，提高零件的强度，受零件结构限制，石蜡并不能均匀附着在零件表面，且零件加工过程中产生的热量同样将石蜡融化，达不到效果。经以往经验及相关专家指导，采用胶皮包裹的方式将零件非加工部位包裹，而现场暂无合适的胶皮，临时购买大号车内胎，破坏后用锁丝相连。但当机床转数达到100r/min时，胶皮脱落。利用胶皮自身的弹性缠绕在零件外圆，再用锁丝连接。经过现场实践验证后，在正常加工参数的情况下，并未脱落，无振纹现象产生。针对该零件结构特点，在保证零件质量前提下，撤除辅助支撑节省大部分辅助时间及劳动量，提质提效。

2.4余量调整

将内圆工艺边尺寸由原来的φ990mm增加至φ1015mm，工艺边余量随之由单边30mm减少至单边15mm。同时将凹槽部位取消，凹槽部位直径缩小至φ1043mm，即与之前内径小凸台持平，消除台阶结构，既让零件内部应力分散均匀，又可以避免该工序用槽刀或球刀车削时刀具与零件接触面积增加而对零件的作用力增加的可能性。

2.5选用匹配加工参数及刃具

将半精车及精车全部工序安排至数控立车加工，该设备最高转速可达250r/min，通过查阅相关资料及咨询刀具有关专家，加工铝合金材料推荐参数为切深0.5mm时，推荐切削速度为445m/min 。通过切削速度公式V=πDn/1000，直径不同时，加工过程可做适当调节，而分流环后段直径为φ1015mm~φ1064mm，则加工过程中设备转速控制在133r/min ~139r/min之间。加工过程中切深同样做适当调整。通过数据对比可知，车加工工序后，零件圆跳动效果明显，由0.8mm左右降低至0.2mm左右。通过通用刀片加工过程中产生的粘刀现象及磨损程度，需要刀具前角大，消除粘刀现象的适宜铝合金车加工的刀具。通过与山高（SECO）刀具商进行沟通，提出刀具相关信息需求，采用专用加工铝合金刀片VBMT -160408- KX（R0.8刀片）和VBMT160404- KX（R0.4刀片）进行加工，此刀片表面进行抛光处理，对比正常R0.8刀片前角大，产生的积屑瘤小，粘刀现象基本消除，对零件的作用力明显减小，零件变形因此减小。

3现场验证

在零件攻关过程中，通过现场跟产，对加工经验进行总结，形成经验总结。该经验可以推广到后续铝合金材料零件及薄壁件加工过程中。

半精车至精车过程中控制基准状态，保证零件平面度不大于0.03mm。加工过程中在保证余量足够前提下，通过松压板再重新找正后继续加工的方式让零件应力充分释放。铣安装边背面铣刀悬长过长，加工效率低，建议派制非标刀具。薄壁变形较大零件尽可能放弃夹具止口定位的方式装夹零件。零件刚度足够情况下可派制辅助支撑提高零件刚度减小加工中产生的振纹，零件刚度不足时可通过胶皮包裹代替辅助支撑零件减小零件变形，同时也避免加工过程中振纹的产生。除通用刀具可加工外，特殊材料零件必须匹配相应的刀具进行加工。零件余量分配合理、均匀，加工过程如果必须预留工艺边，则工艺边的余量越小越有利。

4试验结论

以上加工方案现场验证2台份，零件精车内外型面后圆度全部控制在0.3mm以内。总结经验如下：针对大直径薄壁环形零件，重点控制零件全过程的基准状态；薄壁易变形零件，去余量过程中可通过卸力方式让零件应力提前释放；薄壁易变形零件，尽可能避免装夹应力过大；零件刚度足够情况下可派制辅助支撑提高零件刚度减小加工中产生的振纹；零件刚度不足时可通过胶皮包裹代替辅助支撑零件减小零件变形，同时也避免加工过程中振纹的产生；不同材料零件建议匹配适宜的刀具进行加工；薄壁易变形零件，加工过程预留工艺边的余量越小越有利。

参考文献

[1]张臣宏,于建华,周立峰.航空发动机薄壁环形件装夹布局优化分析[J].制造技术与机床.2021(01)21-24.