整體盤槽一次拉削成型

朱穎+臧笑宇+范大宇+韓洪征

摘要：SPOOL306是法國SNECMA公司的鼓筒類零件，它的毛料為整體精化毛料（相當于國產材料TC4），最大直徑為Φ732，零件整體高度為331mm，鼓筒的壁厚最小2mm。該轉包鼓筒件為整體毛料，它結構上有三級燕尾槽，需在一次拉削下完成。作為大直徑薄壁件，它的整體剛性較差，加工中易變形。通過使用內腔漲緊夾具，在拉削前找正零件，及通過在試件上調整優化拉削參數，保證該件三級盤槽的中心距尺寸364-0.1，以及136個燕尾槽圓周均布±0.075等技術特性的要求。

關鍵詞：拉削 整體精化毛料 薄壁 燕尾槽 SPOOL

1 引言

本論文主要是從轉包大直徑鼓筒零件SPOOL306的三級槽的一次拉削入手，通過與相關國外同行業技術專家的一系列的技術交流，在生產實際中摸索總結了拉削調整規律及根據調整后的規律固化拉削程序，在拉削過程中針對此類大直徑薄壁零件易產生加工變形的特性，采用了內腔漲緊夾具，通過該零件的拉削，為其他類似零件的整體一次拉削拓寬了思路，積累了拉削經驗。

2 研究目標

2.1 設計要求

該零件最大直徑為Φ732，整體高度為331mm，鼓筒的壁厚最小2mm。在該零件的外型面上分布有136個燕尾形榫槽， 均布要求為±0.075，此三級盤的槽，需一次拉削完成，同時保證90°±5′，垂直度0.10及中心距尺寸364-0.1，等技術要求。

2.2 零件類型

SPOOL306是CFM56-3飛機發動機N1類關鍵部件，它與我國傳統的鼓筒類零件加工工藝有很大不同，傳統的鼓筒制造工藝都是先加工各級單盤，盤上的燕尾槽均在單盤上加工完成，再通過焊接的方法將各級盤組合到一起。而SPOOL306它的毛料為整體精化毛料（材料為TC4），此結構特點就要求三級燕尾槽必須一次拉削加工完成。

2.3 預期達到的技術、經濟、質量指標

通過該種拉削工藝方法的研制與規律的摸索，使零件最終滿足設計圖紙和相關文件的要求，成功完成拉削參數及調整規律的固化，該項加工方法研制成功后，在很大程度上提高轉包產品的創匯額。

3 問題的提出及解決

3.1 問題的提出

我國傳統的鼓筒制造工藝都是先加工各級單盤，盤上留出焊接用的焊接工藝臺，再采用摩擦焊的焊接方法依次將各級盤組合到一起，各級盤上的燕尾槽均在單盤時進行拉削，單盤拉削相對難度較低，已有成熟的經驗供借鑒。但該件的毛料為整體毛料，這就要求結構上的三級軸向槽需要在一次拉削中完成。該件結構上屬于大直徑薄壁零件，如何在一次拉削中同時保證三級槽的中心距364-0.1，的尺寸要求，及各級槽的軸向傾斜在垂直度0.10范圍內，以及圓周±0.075的均布要求，一系列技術條件及尺寸要求是該課題的研究難點。

3.2 解決過程

對于該類大直徑薄壁零件的拉削，在拉削過程中不可避免要面對以下問題：在拉削過程中為了增加零件整體剛性和提高零件的減振能力，使用了內腔漲緊夾具；為了保證零件拉削中漲緊狀態與零件分解后自由狀態時的尺寸特性盡量接近，在拉削前必須科學的找正及裝夾零件。

該零件使用的漲緊夾具，主要是放在將要拉削受力位置所對應的零件的內腔上，采用油壓漲緊，輕輕輔助支撐零件的內壁，可以緩沖拉削中所受的壓力，整個結構由2部分組成，分別支撐零件上、下內腔，同時彌補零件懸臂的結構弱勢，避免沉頭。

在拉削前裝夾零件時需要找正零件的Φ732外圓，保證零件找正圓周內跳動不大于0.03，從而控制零件的旋轉中心與找正面的中心接近，后續鏜精密孔鏜完后，可以保證鏜孔的旋轉中心與拉槽時的旋轉中心盡量接近。

4 結果討論與分析

該拉削工序在數控拉床上進行，經過幾批零件的拉削試驗，編制了數控拉削程序，

現有零件已經使用三坐標測量儀進行檢測中心距尺寸364-0.1，零件的中心距尺寸及其它技術條件已經可以滿足設計圖紙的相應要求。

5 結論

該零件作為大直徑薄壁鼓筒件，在拉削過程中，首先要研究的是減振問題，通過采用內腔減振夾具，來控制拉削中的變形，提高零件整體剛性。經過幾批零件的試制，找正及調整方法已固化，并且已經將所用的拉槽程序優化并用于批產零件的加工中。該拉削方法的研究，將使得我公司掌握世界先進發動機關鍵零部件的加工技術，在行業內達到國內領先水平。同時為我國其他型號發動機的制造，做好技術儲備，使鼓筒類零件加工技術水平，達到世界一流。

參考文獻：

史庭惠 拉削工藝 上?？茖W技術出版社

樂悅謙 金屬切削刀具 機械工業出版社