機(jī)匣型面電解加工的應(yīng)用

李海寧

(四川成發(fā)航空科技股份有限公司,四川成都610067)

目前國(guó)內(nèi)企業(yè)承擔(dān)的外貿(mào)機(jī)匣零件加工,仍采用傳統(tǒng)的機(jī)械數(shù)控加工工藝來實(shí)現(xiàn)型面的加工,其刀具成本占據(jù)了其附加值的70%以上。如何降低加工成本,扭虧為盈,是提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。雖然電火花銑加工的工藝節(jié)約了刀具成本,但其加工效率低,表面質(zhì)量差(有硬質(zhì)重熔層),尺寸精度低,必須為精加工留出較多的余量(通常余量為單邊5 mm),使后續(xù)工序加工時(shí)間增長(zhǎng);如果采用電解加工,其加工效率高,表面粗糙度好(最高可達(dá) Ra0.8 μm),且沒有重熔層,故只需預(yù)留較少余量精加工(通常對(duì)于面輪廓度在0.3 mm可不留余量直接加工到位,對(duì)于面輪廓度要求高的表面可留余量單邊0.3 mm),便可大幅提高生產(chǎn)效率和降低刀具成本。因此,電解加工工藝適用于我國(guó)的外貿(mào)航空機(jī)匣加工,特別是在機(jī)匣的型面加工生產(chǎn)時(shí),更能充分體現(xiàn)出電解加工的優(yōu)勢(shì)。

1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

美國(guó)和歐洲各國(guó)一直采用電解加工方法進(jìn)行各種機(jī)匣型面的批量加工生產(chǎn)(圖1)。專門為各種機(jī)匣批產(chǎn)建立了數(shù)條電解加工生產(chǎn)線,設(shè)備可靠,工藝成熟,特別是在電解液供液和處理方面,形成了一套切實(shí)可行的方法,保證了機(jī)匣批量加工時(shí),電解液長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定供液及環(huán)保的要求。

圖1 加工機(jī)匣外型面實(shí)例

國(guó)內(nèi)某兄弟單位在某型號(hào)發(fā)功機(jī)機(jī)匣生產(chǎn)中采用了電解加工工藝,全套工藝技術(shù)從英國(guó)引進(jìn),包括加工電極、工裝夾具和加工規(guī)范,都是20世紀(jì)70年代末80年代初的技術(shù),因此電解加工工藝在目前看來已非常成熟(圖2)。我國(guó)的625所一直從事電解加工設(shè)備的研制和工藝技術(shù)的研究,近年來開發(fā)了一系列新型數(shù)控電解加工設(shè)備,其中包括機(jī)匣電解加工專用設(shè)備,長(zhǎng)期從事以機(jī)匣、葉片為代表的大型結(jié)構(gòu)件電解加工工藝研究。在國(guó)內(nèi)形成了較完整、可行的機(jī)匣批量電解加工解決方案和標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 某兄弟單位加工機(jī)匣外型面實(shí)例

2 電解加工的優(yōu)缺點(diǎn)

電解加工具有以下特點(diǎn):①不受金屬材料硬度、韌性等切削性能的限制;②加工無再鑄層,無殘余應(yīng)力,無裂紋;③工具陰極無損耗,可長(zhǎng)期使用;④加工效率高,適合于大批量生產(chǎn)。同時(shí),電解加工也存在一定的局限性:①設(shè)備復(fù)雜,前期投資較多;②部分電解產(chǎn)物可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染;③工藝準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng),加工精度有待提高;④影響因素較多,難以獲得高加工穩(wěn)定性。利用回收法和燒結(jié)法,可使溶液排放問題得到解決(Cr6++3F32+→Cr3++3Fe3+)。

3 機(jī)匣型面加工方法的比較

機(jī)匣型面加工方法的比較見表1。

表1 機(jī)匣型面加工方法的比較

4 結(jié)論

雖然機(jī)匣電解加工設(shè)備系統(tǒng)一次性投入大,加工電極的制造、專用工裝夾具和加工工藝過程相對(duì)復(fù)雜,但在加工效率和刀具成本這兩項(xiàng)主要指標(biāo)上獲得了滿意的結(jié)果。因此,就目前的可加工工藝來看,機(jī)匣型面的電解加工是較理想的一種加工工藝,我國(guó)應(yīng)在外貿(mào)航空機(jī)匣型面加工上采用高效先進(jìn)的電解加工工藝來替代現(xiàn)行的電火花加工工藝。