1现有问题

航空发动机收扩喷管前端安装边，用于连接作动筒、拉杆等零件。零件为航空发动机收扩喷管前端安装边，其组件用于将收扩喷管连接在加力扩散器上，并连接作动筒、拉杆等零件。精铣工序涉及9类形状特征，分别为左右侧面、M33mm螺纹孔、φ8.5mm螺栓孔、φ8mm销轴孔、φ10mm销轴孔、内上侧面、内侧槽、内槽侧面和耳座等，在前期的加工程序中，按照特征进行分类得出人工干预次数共需要26次。

2技术方案

2.1优化刀具，减少人为调整

在加工左右侧面时，操作者需要对侧面z向位置尺寸进行侧面，并调整刀长信息进行加工。在铣M33mm螺纹时，操作者需要对螺纹进行粗铣和精铣，根据粗铣的状态调整刀补，将螺纹精铣合格。在进行φ8.5mm螺栓孔、φ8mm销轴孔和φ10mm销轴孔加工时，左右两侧孔系，分两个程序进行加工。加工内上侧面时，需要进行粗精铣两次加工，调整x向位置保证精铣加工合格。加工内测槽时，需要分粗精加工，通过调整刀补数值，保证精铣加工到位。加工内槽侧面同样，需要分粗精加工，通过调整刀具x向位置，保证精铣加工合格。加工耳座时需要进行粗精加工，保证耳座需要去除均匀。

左右内上侧面、左右内侧槽、左右内槽侧面以及左右耳座都进行了人为干预的两次粗精加工，且使用同一把刀具进行粗精加工，会使得刀具消耗变得十分严重。因此，有必要将单独建立以上加工特征的粗加工工步和精加工工步，同时对加工余量进行合理分配，保证刀具寿命可控减少换刀次数，降低人为调整必要性。左右内上侧面加工余量为2mm，可先通过φ10mmR1mm铣刀粗铣将大部分余量1.9mm，在使用φ10.09mmR1mm铣刀进行精铣去除0.1mm的加工余量，同时保证表面质量和尺寸。左右内侧槽加工余量为两侧2mm，可先通过φ10mmR1mm铣刀粗铣将大部分余量1.9mm，在使用φ10.09mmR1mm铣刀进行精铣去除0.1mm的加工余量，同时保证表面质量和尺寸。左右内槽侧面加工余量为2mm，可先通过φ10mmR1mm铣刀粗铣将大部分余量1.9mm，在使用φ10.09mmR1mm铣刀进行精铣去除0.1mm的加工余量，同时保证表面质量和尺寸。左右耳座的加工余量相比其他特征均匀性差，在内侧耳座上留有铸造浇冒口，余量约为2mm~3mm，内侧加工余量可达4mm~5mm，在原有工步安排上，使用φ125mm双层铣刀进行粗铣时余量大，刀具寿命低，平均每加工一个零件就需更换刀片，操作者劳动强度大。通过使用φ20mm返磨铣刀进行耳座两侧再开粗，减少后续φ125mm双层铣刀粗铣和精铣的加工余量，保证零件加工受力均匀，同时降低了操作者更换φ125mm双层铣刀刀片的次数，平均3~4个零件更换一次刀片。

2.2统计刀具参数，固化参数和刀路

对加工左右侧面、M33mm螺纹孔、左右侧孔系、内上侧面、内测槽、内槽侧面及耳座各类加工特征待优化刀具进行统计，对工序使用刀具进行调整，并固化加工参数。对于过程中加工刀具及参数，统一刀具规格，减少换刀次数，提高程序运行效率；对于刀具规格相似的加工位置，使用可完成所有加工的刀具进行一次加工，减少刀具种类；对加工过程中的全部运行参数进行设定，保证程序运行稳定高效。

2.3增加功率监控，降低打刀风险

在以往的加工过程中曾出现因钻头打刀而导致零件加工报废的情况。针对此类问题，可以通过在加工左右测孔系程序中增加主轴功率监控语句POWER_ON的方法来实现刀具加工状态异常主轴功率波动而进行保护停机的保护功能。

2.4防错技术应用

由于工序使用的夹具固定，对零件加工坐标系进行防错，因此在第一条程序中增加坐标系防错语句，防止因操作者手动输入坐标系数值错误导致零件加工异常的情况发生。通过在程序中增加特定的防错程序语句，防止程序运行过程中超出预期的运行内容，避免加工碰撞及过切。

2.5程序串联，减少干预

通过以上功能的加入和实现，对加工左右侧面、M33mm螺纹孔、左右侧孔系、内上侧面、内测槽、内槽侧面及耳座全部特征的程序进行串联后，能够实现精铣工序的无人干预加工。

2.6在线测量，节省手动测量

在全部尺寸加工完毕后需要对器进行手动测量，操作者需停机进入机床进行测量，使用机床的在线测量功能能够节省人工测量时间，同时保证测量精度。应用机内检测功能，对加工后的尺寸进行自动测量，并将测量值赋值至R参数中，与理论值进行比较，计算得到实际偏差值，并将偏差值带入至数控程序中进行反馈加工，得到更为准确的加工结果。

3现场验证

该零件改进前左右侧面原为左侧面粗铣1次、精铣1次，右侧面粗铣1次、精铣1次；M33螺纹孔原为左侧螺纹孔粗铣1次、精铣1次，右侧螺纹孔粗铣1次、精铣1次；孔系原为左侧孔系1次，右侧孔系1次；内上侧面原为左内上侧面粗铣1次、精铣1次，右内上侧面粗铣1次、精铣1次；内侧槽原为左内侧槽粗铣1次、精铣1次，右内侧槽粗铣1次、精铣1次；内槽侧面原为左内槽侧面粗铣1次、精铣1次，右内槽侧面粗铣1次、精铣1次；耳座原为左侧耳座粗铣1次、精铣1次，右侧耳座粗铣1次、精铣1次。通过本次技术改进，运行串联程序1次，测量螺纹1次，在线测量1次。

本次攻关实现了在五坐标加工中心设备上加工扩喷管安装边零件的精铣工序人为干预次数3次，包括1次程序运行和2次过程测量。

结束语

本次技术研究通过优化刀具、合理分配余量、在线测量等手段实现了收扩喷管安装边精铣加工工序的数控加工人为干预次数达到五次以下，提高了该零件的自动化加工程度，为相关零件的自动化加工提供技术支持。

参考文献

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[2]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.