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    航空發動機車削加工自動化的困境及解決辦法

    時間:2015-12-31 來源:未知 作者:傻傻地魚 本文字數:2218字
    摘要

      隨著經濟以及科技的快速發展,數控加工設備已經廣泛應用于工業的加工制造過程中。在現今所使用的中小型數控機床中其加工時的定位精度與重復定位精度一般都能控制在0.01mm范圍內,考慮到航空發動機零件加工過程中由于刀具磨損、材料變形、工裝夾具等對于零部件精度的影響,一般航空發動機零部件在加工完成后都能夠將精度控制在0.02mm的范圍內,一些進口設備還能夠達到更高的精度。但是在航空發動機零部件的加工過程中,數控設備的使用率在整體零部件的加工中占比并不高。本文將在對航空發動機零部件車削加工中的上料、刀具以及數控程序進行介紹的基礎上對航空發動機數控加工所存在的一些問題進行分析介紹。

      1 航空發動機使用數控設備進行自動化加工中所面臨的問題

      在航空發動機的數控車削加工自動化過程中首先需要對目前加工中的人為干預過程進行分析。在人為干預的過程中面臨的問題是:(1)在航空發動機自動化車削加工中完成了對于第一個零部件的加工并進行切斷后,如何確保下一段棒料能夠伸入到制定的加工位置。在傳統的車削加工中多采用的是手動的方式來將棒料輸送至指定位置,具體過程是需要將車床的刀塔移動至能夠加工一個零部件的所需長度的位置,而后松開卡盤手動將棒料拉伸至所需的長度,而后鎖緊卡盤繼續進行車削加工,過程繁瑣使得加工效率不高。

      (2)在零部件的車削加工中所車削的材料韌性較高,從而使得車出來的屑成連續狀,隨著屑越積越多會使得屑纏繞在刀具或是零件上,如果發生以上現象將很容易出現打刀問題,以往打加工過程中多采用的是在加工時使用鉤子等方式來將屑手動鉤斷。(3)刀具的連續加工所帶來的刀具磨損問題將會嚴重影響航空發動機自動化車削加工的加工精度。(4)程序的編制中需要解決數控程序的循環加工問題,并在數控的數控加工過程中需要對刀具進行補償,對如何跳出數控加工程序停止等作出相應的判別。

      2 航空發動機車削加工自動化中所面臨的問題分析

      針對以上對航空發動機車削加工自動化過程中所面臨的問題進行了介紹以下將對這些問題進行分析:(1)對于自動上料的問題,對于一些自動化程度較高的車床中對于卡盤的加緊、放松以及刀塔的定位都可以使用指令來對于其進行控制。

      為解決自動加工問題,可以使用自動上料機來將毛坯料輸送到自動上料的位置,對于一些進行大批次生產的零部件加工過程中使用較多,在航空發動機零部件的加工中多進行的是一些小批量的試驗件加工,使用上料機進行自動加工過程中需要對其根據零部件的尺寸來進行多次調整,不適宜進行自動化加工。為實現航空發動機零部件的快速加工采用拔料的方式較為適宜。(2)對于航空發動機車削加工中所出現的纏屑問題,需要對不同的車削階段進行不同的分析,當在進行粗車加工時,粗車加工所產生的屑多呈現出較寬的帶狀,而精車的過程中屑多呈現出較窄且易卷曲的形式,以上這兩種屑的形式受車削速度與進給量的影響較大,在進行鉆削加工的過程中,所產生的屑由于韌性較高極容易隨著工件的旋轉而纏繞在鉆頭的后端,當屑越積越多后將會劃傷加工零件的表面對零部件的加工質量造成嚴重的影響,在鉆削加工的過程中,屑的產生形狀收到車床的切削速度與進給量的影響較大,尤其是主軸的轉速對于車削質量更是有著較大的影響。(3)刀具磨損是航空發動機零部件加工過程中不可避免的問題,其中刀具磨損在航空發動機零部件加工中主要分為初級磨損、正常磨損和急速磨損等幾個階段,其中初級階段影響不大,而正常磨損階段需要根據實際加工來進行確定,急速磨損階段對于零部件的加工影響較大。(4)對于航空發動機零部件車削加工所使用的程序可以使用宏程序來實現數控程序的跳轉、循環等功能。

      3 航空發動機零部件自動化加工應對措施

      針對以上所介紹的自動化加工中所面臨的問題可以采用以下措施加以解決:

      (1)對于自動上料的問題可以使用上料機與拔料器的結合使用來解決。拔料器主要是由主體裝置、卡片和兩個緊固螺釘組成。在應用拔料器時根據所加工棒料的不同可以制造不同的槽口卡片來進行解決。

      (2)對于車削加工中所出現的纏屑問題,可以在粗加工時實施暫停斷屑措施,而在精加工的過程中采用刀具的斷屑槽和高速切削進行斷屑處理。在轉速較高時屑呈現碎片狀無需斷屑,同時還可以采用改變進退刀的方式來解決屑纏繞刀具、零件的問題,(3)對于刀具磨損問題,需要做好對于加工棒料時刀具的磨損情況進行統計分析,并根據航空發動機零部件的加工情況進行自動補償,在進行車削刀具磨損自動補償的過程中可以使用G10指令來進行刀具磨損自動補償。(4)同時在程序的編制過程中,通過使用宏變量可以對加工程序的循環次數進行控制,在刀具的使用過程中需要對刀具的磨損規律進行統計分析,并開發相應的零件加工計數和刀具變量的補償方法,實現航空發動機零部件在加工時的刀具自動補償。提高航空發動機零部件車削加工的加工質量和加工效率。

      結語

      航空發動機零部件是發動機的基礎組成部分,航空發動機零部件的車削加工中是其中最基礎的一種加工方式,本文在分析航空發動機零部件車削自動化加工所面臨問題的基礎上對如何做好航空發動機零部件車削自動化加工進行了分析闡述。

      參考文獻:
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      [3] 高琦 . 航發葉片加工用五軸聯動機床的發展 [J]. 航空制造技術,2008(02)。

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