提高钛合金作动筒加工质量

0 引言

作动筒内孔的表面质量直接影响发动机的尾喷口工作时的平稳性、可靠性。作动筒内孔的表面粗糙度和加工精度都对发动机工作有重大影响。而决定作动筒内孔精度的主要工序是绗磨工序。绗磨是孔精度提高和粗糙度降低的有效方法，经过绗磨后的工件，表面粗糙度可以达到。

目前，针对钛合金作动筒内孔珩磨还处在起步阶段，以前采用的工艺方法是精车及磨加工方法，加工后的内孔尺寸精度、圆柱度及表面粗糙度值及都较低，磨削后的表面易烧伤，加工时需要找正内孔，两端孔的同轴度很难保证，生产效率低下，需要更先进的工艺方法-珩磨加工。但是珩磨设备少，珩磨油石参数及珩磨余量很难确定，要反复摸索油石及珩磨余量的参数，那么，要实现钛合金作动筒内孔的珩磨，就要结合实际零件摸索出适合的珩磨内孔的所需要的珩磨余量、磨削参数及珩磨油石的相关参数，下面就如何解决钛合金作动筒内孔珩磨的问题进行阐述。

1 典型钛合金作动筒零件内孔加工面临的问题

作动筒内孔的尺寸、几何形状精度及表面粗糙度是对发动机工作影响最重大的因素之一，作动筒内孔的最终精度形成的工序——珩磨工序也成了作动筒加工中最重要的一道工序。

对典型作动筒结构分析：主要尺寸、技术条件及表面粗糙度

1）两端孔的同轴度0.03mm、圆柱度在160mm的长度上0.01mm，是保证作动筒平稳性的技术关键；

2）大小孔的尺寸公差为0.02mm，0.021mm，表面粗糙度0.2；

3）零件壁厚为3.0mm；

4）零件材料为TC6。

1.1 作动筒工艺路线

原工艺路线：模锻件——粗车外圆、钻孔——粗车另一端外圆、镗孔——半精车内孔及——半精车另一端内孔及槽——车接嘴——精车外圆筋板及螺纹——磨削大小孔——抛光内孔——修正两端螺纹——清洗——荧光检查——检验 。

上述主要加工工序的作用：

1）半精车两端内孔；为车削接嘴和外圆筋板作基准；

2）精车大孔；保证磨加工前尺寸余量及表面粗糙度；

3）精车小孔；保证磨加工前尺寸余量及表面粗糙度；

4）磨削大孔；保证内孔尺寸精度和圆柱度及表面粗糙度；

5）磨削小孔：保证小孔尺寸精度和同轴度及表面粗糙度。

1.2 问题的分析

原工艺路线存在的问题：

1）由于该作动筒是钛合金，磨削性能差，内孔易烧伤。而零件长度较长且壁薄，加工后尺寸精度和圆柱度超差，内孔表面粗糙度值高；

2）同轴度0.03是用大孔做定位加工保证的，由于大孔精度超差，大孔对小孔同轴度易超差；

3）加工工序较分散，需要专用夹具较多，工装成本增大，生产效率低；

4）大部分工序在普通设备上加工，多次装夹，定位误差大，尺寸精度低。

1.3 采取的措施

1）将零件工序集中，根据零件结构特点，加工内孔和外接嘴安排在车铣加工中心上进行，提高了零件的加工效率和尺寸及几何形状精度，减少了专用夹具数量，降低了工装成本；2）由于加工中心设备精度高，大小孔可以一次加工完成，既保证了尺寸精度有保证了两孔的同轴度，为珩磨孔奠定了基础；3）为了珩磨方便加工，可以将大孔加工出倒稍并严格控制珩磨前内孔的余量和几何形状精度，给珩磨工序奠定良好的基础；4）将磨加工大小孔工序改为珩磨加工，提高内孔尺寸精度、表面粗糙度及圆柱度。

改进后的工艺路线：模锻件——粗车外圆、钻孔——粗车另一端外圆、镗孔——车削内外表面及螺纹、铣螺纹接嘴——珩磨大孔——珩磨小孔——修正两端螺纹——清洗——荧光检查——检验 。

1.4 对珩磨工序加工参数的选择

1.4.1 珩磨加工的工作原理

绗磨是通过安装在绗磨头上的油石，由张开机构将其压向四周的工件孔壁，通过做旋转或直线往复运动，达到对孔进行低速磨削和破光。

1.4.2 珩磨特点

珩磨加工与一般切削加工相比，具有下列特点∶

1）可获得高的加工精度；加工直径 50mm～200mm的中等孔时，圆度公差可达3um～5um，圆柱度公差可达10um；

2）可以获得高的表面质量，表面粗糙度Ra值通常可达0.8um～0.1um，最高可达0.1um以下。

文章来源：《石油石化物资采购》 网址: http://www.syshwzcg.cn/qikandaodu/2021/0504/615.html