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5軸研削加工薄肉カシメ部品のプロセス分析

キーワード:5軸フライス盤薄肉ケーシング
高性能航空機エンジンは、多数の一体型薄肉複雑構造および機械加工が困難な材料部品を使用する。複雑な全体的薄肉構造の使用は、エンジン構成要素の重量を減少させ、エンジンの推力対重量比を増加させるのに役立つが、処理の困難性も増加させる。航空エンジンの複雑な構造を持つ薄肉ケーシングの外面と取り付け座席には5軸リンケージミリングが必要であり、内面と前後の取り付けエッジにはNC旋削が必要です。前側と後側の取り付け面の位置決め穴と接続穴は、穴あけ、拡張、ねじれ、ヒンジで固定する必要があります。薄肉機械穿孔のプロセスと異なるプロセスのプロセスでは、変形現象があり、それはその後の加工プロセスを固定し、見つけにくくさせ、それはケーシングの加工品質と効率に重大な影響を及ぼす。1952年に米国で世界初のCNC工作機械が誕生して以来、ますます多くの種類のCNC工作機械、より強力な機能、および多機能が存在してきました。複合マシニングセンタは航空業界で広く使用されており、複雑な構造や機械加工が困難な材料の複雑な機械加工の問題を解決しています。5座標フライス旋盤複合マシニングセンタは穴あけ、ボーリング、フライス削り、旋削の機能を持っています。自動工具交換処理機能を備えた40ポジションの工具マガジンと、レニショーの赤外線プローブおよびオンライン測定システムを備えています。それは機械部品の多重プロセス複合加工を実現し、薄肉機械の二次締付けと整列により引き起こされる誤差を避け、そして加工自動化を改善することができた。


近年、航空エンジンケーシング加工の分野において、フライス旋削コンパウンド加工技術が海外で広く使用されている。生産効率が大幅に改善され、処理フローが短縮され、処理サイクルが短縮され、他の装置工場の導入が節約され、そして異なる装置の待機およびクラッシュの可能性が低減される。同時に、部品加工の品質を向上させ、フライス加工、旋削加工、穴あけ加工の一貫性を確保し、切削工具のコストを削減します。 国内の5軸フライス盤複合マシニングセンタ機器、国内の航空エンジンケーシングにおけるフライス盤複合加工技術の応用の成熟した事例があります。本論文では、航空機エンジン薄肉ケーシング加工におけるフライス旋盤複合加工技術の応用を紹介した。それは5座標フライス旋盤複合マシニングセンタと全体環状薄肉ケーシングに基づいている。それは主に含まれています:
5座標フライス盤複合マシニングセンタ導入、一体リング薄肉ケーシングプロセス分析 フライス・旋削複合加工技術の加工ルートの立案、フライス・旋削複合加工のためのNCプログラムの作成、仮想シミュレーション処理の検証プロセス。

一体リング薄肉ケーシングの加工技術分析
1.部品構成

外部ケーシングは航空機エンジンの高圧圧縮機ケーシングの構成要素であり、典型的な全体的な薄肉リングケーシングに属する。 その内面は回転体で、機械加工によって仕上げられています。 外面には一様な分布のエンボス加工された島があります。 設置縁部および半径方向の穴は、ケーシングの前面、後面および半径方向の表面に配置されている。 ケーシングの構造は、フライス加工複合加工技術の要件を完全に満たしています。
部品の主な寸法は次のとおりです。最大外径はφ468.1mm、最小内径はφ433.4mm、高さ69.75mm、最小肉厚(1 + 0.2)mm、端面の平坦度は0.03mmです。 図1に示すように、端面とラジアルホールの最小位置はφ0.03mmです。


リング薄肉ケーシングの三次元ダイアグラムモデル
KangDing機械加工環状薄肉ケーシング
2.部品材料
設計図の要件によると、材料グレードは1Cr11Ni2W2MoVであり、これはオーステナイト系ステンレス鋼です。 設計はHB311〜352の硬度を必要とし、その強度はプロセス熱処理に従って調整できるが、耐熱性と腐食疲れは他のステンレス鋼よりも優れている。

3.加工困難解析
わずか1mmの最小壁厚の外側ケーシング、端部に対する穴の端部位置およびφ0.03mmの場合にのみ開口部を停止する、これは典型的な一体型環状薄壁機である。 この部分を加工するのが難しいのは、設計上どのようにφ0.03mmの位置を確保するかです。 機械加工後に部品が変形した場合、部品の端面および絞りが0.015mmを超え、位置決め穴の位置を2次クランプで補正することが困難になる。


リングマシンボーリングとフライス旋盤複合加工スキーム
1.全体計画
外側ケーシングのプロセス分析からの知見

機械の肉厚が薄いため、通常の一体型リング機械であり、機械加工後にある程度の変形が生じます。 ケーシング壁の厚さが薄いので、それは典型的な一体型環状ケーシングに属し、それは旋削後にある程度の変形を生じるであろう。 通常、ケーシングの機械加工の後に、前部および後部の取付縁部および半径方向の取付座穴の機械加工が配置され、それが部品の第2の締め付けおよび整列の困難さを引き起こす。 二次締付けアライメントの誤差は精密位置決め穴加工の位置に影響を及ぼし、加工品質を保証することは困難である。


フライス加工および複合旋盤加工技術の機械加工コンセプトは、「部品の一回限りの締付け、機械加工、および全表面および穴加工の完成」です。 すなわち、1つの機械における1つの部品の内面加工および外面フライス加工と、部品の表面に対する穴加工とを1つの工作機械で完成させることができ、それにより部品の高精度組立を確実にすることができる。 したがって、一体型薄肉環状ケーシングの構造的特性と技術的要求に従って、外側ケーシングフライス盤の複合加工方式を定式化した。 端面および端面基準ならびに口表面は、単一の工程および単一の締め付けによって加工される。 二次クランプによる誤差を避け、加工経路の短縮、加工効率の向上、加工品質の確保

2。フライス旋盤複合加工経路
機械加工プロセスのミリングの原理:
1つの設定で多方向の部品加工を完了するようにしてください。
上述のミリングおよび複合プロセスの調製方法および原理に従って、部品のプロセス経路は以下のように決定される。
0ブランク材チャート - 15超音波検査 - 20荒削り後端 - 25荒削り前端 - 30ドリルカラー前傾角穴 - 35荒加工ボス - 40バリ取り - 45安定加工 - 50修理前端参照 - 55旋削加工後端半加工品 - 前端加工およびファインアングル穴加工半加工品 - 60後加工後端、ミーリングボスおよびドリルカラー面加工 - 70仕上げ末端面およびボーリング - 75バリ取りおよびクランプ面 - 80マーク - 83中間試験 - 85クリーニング - 90蛍光透視法 - 95クリーニング - 100最終検査。


技術的な観点から見ると、この部分の荒加工はCNC立旋盤で行われます。 フライス加工作業台には4爪チャック用の位置決め溝がないことを考慮すると、フライス加工マシニングセンタで荒加工を行うことは不可能です。 機械の精度のために、ミーリング装置で荒削りを実行することはできません。 30のプロセスから始めて、残りの機械加工プロセスはすべてフライス盤センターで実行されます。
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