浅谈增压机匣径向复杂孔系的加工方法

1 导向叶片增压机匣复杂孔系设计图分析

导向叶片增压机匣由上，下两铝半环组成。径向孔系的位置在上、下半环的结合面上。分析设计图(图 1)可知，孔系加工主要尺寸和技术条件为 : 设计基准为端面 A、内孔 B 和角向基准 C。径向孔系为五层台阶孔，径向孔尺寸为，23.03780.010、31.550.04、21.7170.127、30.7340.254、12.5730.127，径向孔同轴度 0.07、径 向 孔 径 向 深 度 为 39.290.12、20.700.12、17.6780.254、1.9050.127孔边倒角尺寸： 30倒角 1.6510.127和 45倒角 0.8890.127。径向孔同轴度和位置度都有要求。基准圆直径：808.4820.076。所有直径对基准 B 跳动 0.127。可以看出径向孔系结构复杂同轴度要求高。因此径向孔系是该零件加工的难点。

2 加工机床的选择

该零件是首件研制，生产批量小，要求生产周期短。零件加工精度高，根据孔加工位置，可选择卧式加工中心进行该孔系加工。又因孔径 23.03780.010 的公差只有 0.02mm，必须选择高精密卧式铣床进行加工，故设备选择五坐标加工中心。该设备的工作台 1250mm，加工零件最大直径 2000mm，主轴转速最大 6000r/min，加工精度 X 0.0002mm，Y 0.0002mm，Z、0.0001mm ，角度 C 0.001，可满足零件孔系的加工精度要求。

3 复杂孔系的加工

3.1 零件装夹找正首先，找正夹具定位止口面圆跳动在 0.02mm 之内。然后打表测出夹具止口面与零件基准面 B 之间的最大间隙 X 值，将 X/ 2补偿值输入机床来修正零件坐标系的原点，使零件的原点与夹具(机床)原点一致。从而减少基准B与夹具定位止口不重合带来的误差。利用此办法来找正，可以使每个零件都能和夹具止口紧配合。从而提高零件的加工精度。

3.2 刀具及加工参数的选择钻头的选择：钻头有直柄和锥柄两种，为便于在五坐标加工中心上使用液压刀柄和夹头选用直柄钻头。被加工零件材料 AMS4121 为铝合金，因此刀具的顶角选择 100，螺旋角选择 45。对于精加工，选择合金铣刀。加工特殊倒角和环槽时选择专用刀具利于保证复杂孔的尺寸要求。便于切屑排出，刀具有足够的刚性，选择四齿M42(高碳工具钢)扩孔钻用来扩孔。对于首件和小批量的零件加工，在尺寸精度和位置度要求较高时，为适应不同孔径加工的要求，可以通过调节变径镗刀的尺寸来控制加工孔径的大小，这样既能减少刀具使用种类，也能够降低刀具使用成本，由此可选择变径镗刀。

3.3 加工方法和加工参数的选择径向孔系的加工顺序为：铣平面 6 铣刀打点 3 钻孔 11 扩孔 20 扩孔 22.8 扩孔 27.8 铣孔 12 扩孔 12.57(加工内层径孔)扩孔21.7(加工 2 层孔径，从内向外数，下同)铣 T 槽 30.7340.254(第 3层孔径，刀补编程，R 中上刀补)镗孔 23.03780.01(第4层孔径，单边余 量 0.12， 分 2~3 刀， 每 刀 切 削 0.03-0.05mm)扩孔 30 扩孔 30.75 镗孔 31.550.04(第 5 层孔径，单边余量 0.4，分5~ 6刀，每刀切削 0.05-0.1mm)倒角 45倒角 30。加工参数的选择，粗加工时，切削深度较大，加 工 参 数 为 转 数 S=300r/min，F=50mm/min，钻孔时 20~30mm/min。铣孔时粗加工 S=400~600r/min，F=30~50 mm/min，精加工时 S=200~300r/min，F=10~30 mm/min。

结语

通过合理选择数控加工参数、加工顺序，选用合适的切削刀具，使多层径向孔的加工获得成功。通过小批量零件加工实践证明，该零件的镗铣孔系加工质量稳定，加工合格率在 90% 以上。此导向叶片增压机匣复杂孔系的方法加工的工艺可行性得到了印证，用此方法加工的孔系已经通过检测合格，满足设计图纸的要求，零件首件成品已经被验收合格。