深腔盘件加工技术的研究

摘要：深腔盘件，材料为高温合金，该工件有悬臂辐板结构，且在辐板与工件安装边处形成一个狭窄深内腔，壁薄易变形，幅板壁厚仅3.3mm，尺寸及技术条件要求严，加工难以保证。因此，在工艺路线和刀具的选择、加工参数上采取定的措施，进行深腔盘件加工试验，选择合适的工艺路线、切削刀具、切削参数，加工的工件满足了设计要求，为类似盘类工件加工时提供了可借鉴的经验。

中图分类号：TH13     文献标识码：A 

工件材料为高温合金，该件属于深腔薄壁悬臂结构，壁薄刚性差，加工时易变形。通过对该工件的图纸分析，从工艺路线、刀具结构、切削用量等方面进行研究，加工的工件满足了设计要求，可在同类工件上推广应用，为类似盘类工件加工时提供了可借鉴的经验。

1制定工艺前准备

1.1工件难点分析

深腔盘材料为高温合金，属于深腔薄壁悬臂结构工件，尺寸公差及技术条件要求严格，技术条件大多数在0.01mm~0.03mm，加工工艺性差，易变形。在加工过程中薄壁辐板的防变形和深腔的加工测量是加工难点。

1.2材料切削加工性

材料为高温合金，属难加工材料，切削加工性差，加工效率低，刀具磨损大。高温合金切削加工中的注意事项如(1)对所有加工方法，要求机床有足够的功率、刚性大的工艺系统，加工过程平稳，保持良好的工作状态。

(2)对所有的切削加工工序，都要求均匀的机械进给，避免手动进给。在切削过程中，不允许刀具中途停顿，不进不退。切削过程结束，立即退刀，以免加剧刀具磨损。

(3)要求刀具锋利，一般情况下宜选取较小正前角，较大后角，较大工作主偏角。高速钢或硬质合金刀具，都必须经过仔细刃磨，保持刀具较好的表面粗糙度，不允许刃口有任何崩刃、缺口、裂纹和毛刺。

(4)选用硬质合金刀具材料时，应注意合金颗粒的大小，颗粒越小，刀具寿命越高，抗边界磨损的能力越大。对于粗加工，断续切削或容易产生振动的加工工序，宜采用中等颗粒或含量较高的超细颗粒硬质合金;重切削加工， 宜选用含钽的硬质合金。连续切削时，应采用硬质合金刀具，只有在切削断续表面和复杂型面时，才选用高速钢刀具。

(5)对于重要的工件，特别是最终形成表面的工序，必须考虑切削过程对表面完整性的影响，如限制后刀面磨损带，及时刃磨等。

(6)内外圆纵磨，特别是最终磨削加工，宜采用较软而自砺性较好的砂轮;适当降低砂轮速度;减小径向进给;采用高活性的切削液喷注以减轻砂轮堵塞。有条件时，可采用低应力磨削。

(7)切削用量选择十分重要般选用较低的切削速度，较大的切削深度和中等偏小的走刀量，尽可能在加工硬化层下切削。

(8)应选择适当的冷却液，镍基高温合金不宜采用含硫的切削液，以避免造成应刀腐蚀，加冷却液时应考虑充分冷却并不间断。

高温合金材料难加工，而高温合金制作的深腔薄壁盘件，更难以保证其高精度的要求。

2工艺方法的确定及加工

2.1加工工艺路线的制定

根据工件的设计图及毛料图来确定工件的工艺路线。深腔盘来料为未经过加工的固溶状态的锻件，因此在超声波探伤之前安排粗车工序，使粗糙度达到超声波探伤要求，在去除大部分余量后，安排时效工序来保证设计图要求的硬度。辐板厚度由于是由理论直径控制的理论点无法直接测量，因此在加工中需要用该盘件总厚度与两侧辐板对应深度来保证工件辐板最终要求，因此在精车两侧面前先将深腔盘两端面车加工到位并保证平面度，以此作为精车辐板深度的基准，使工件加工合格，保证工件 最终尺寸和技术条件。

2.2工件的加工

半精加工中，敞开性好的第二面大辐板采用陶瓷刀片进行加工，在保证产品质量的同时提高了生产效率;而第面安装边与辐板形成的深内腔则使用专用刀具完成加工。在精车加工过程中，使用专用夹具，即利用外圆处定位，两型面使用套夹具即可。第一面深内腔是加工难点，辐板下部使用常规的球刀，辐板上部即腔内部使用专用的非标刀具，安装边使用直柄刀具，辐板的接刀位置在安装边直径附近，而内腔深处与安装边两把刀具接刀在工件自然结构的拐角处，无接刀痕迹。工件为高温合金，选用合适的加工参数，特别是深内腔处，刀具与工件接触面积较大，容易产生振纹，所以在内腔处降低工件进给量和减小切深，来保证工件内腔表面的加工质量。

结语

经过对深腔盘件加工技术的研究，加工的工件合格，满足了图纸要求，证明选择的工艺路线、工艺方法、切削刀具、切削参数等可行，为今后类似结构的深腔盘类件加工提供了可以借鉴的加工经验，可在类似工件上推广应用。

(时旭 于洁 郑琪然沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司，辽宁沈阳 110043)