航空发动机涡轮机匣铣数控加工工艺

1 引言

　　该涡轮机匣材料为 INCONEL 高温合金，这些极具挑战的工件材料往往对加工造成诸多影响，一般对车削不会产生太大影响，而对铣削影响较大，往往需要多次铣削去除大量材料，这样耗费了大量的成本。传统铣削刀具不能高效率的完成该使命，铣削中的刀具迅速磨损及大量的切削热甚至会融化刀片。为此选用能够减少刀片切削刃的沟槽磨损，并能采用更高的进给量的铣削刀具，成为确保加工安全高效的关键所在。为了追求更大的推重比，机匣设计了大量采用岛、槽、筋等结构，这类结构的加工工艺就需要精心规划，往往需要设计大量非标刀具达到去除材料的目的，加工时还必需考虑到薄壁件的一些列加工变形问题。

　　本文就某 PW 涡轮机匣加工难点进行深入分析，精心设计铣加工工艺，并进行实际加工，摸索加工规律。

2 零件分析

　　2. 1 结构分析

　　该涡轮机匣为典型薄壁环形高温合金件，最大外圆为 1063mm ，高为130mm ，壁厚仅为 2.3mm 。主要结构有：

　　（1）大、小端面共有 130 个开口槽及 260 多处孔；

　　（2）靠近大端面内型有一加强筋，筋上有四组不同大小共 169 孔，其中有一直径仅为 2.18mm 的盲孔和 84 个直径为3.3mm 精度较高的铆接孔，筋的下端有42个 U 型窝；

　　（3）中部斜面上有四个不均布的岛，每个岛上有6处螺纹孔，其中两处为盲孔，每个岛子中间有内外不同心的孔；

　　（4）小端较为复杂，尤其是小端内型槽，属于凹陷的形式，加工十分困难，63 处偏心腰槽与底面为 25.5°，与喷涂槽相通，无论是加工还是喷涂，都是个挑战。

　　2. 2 加工难点分析

　　难点 1：零件大部分余量需要采用铣削的方式进行去除，特别是零件外型侧壁上，有近 17m m 余量，采用传统的整体硬质合金铣刀或盘铣刀，效率将十分低下；

　　难点 2：岛屿中心孔采用传统的钻削方式又会担心产生较大的变形，采用硬质合金刀具去余量，会消耗大量刀具，且效率十分低下；

　　难点 3:小端内型面的 63 处腰槽，宽度仅为 6.3mm ，长度为 17.27mm ，为保证零件加工精度，需要采用刀补程序，这样刀具选用就限定了一定的范围，还必需要求刀具具有一定的长度，防止出现加工碰撞。