闡述機(jī)匣的高效加工和刀具的選擇

摘 要：在機(jī)匣的加工過程中，長時(shí)間存在著效率不高的問題，文章針對機(jī)匣的高效加工和刀具的選擇進(jìn)行詳細(xì)的闡述和分析，希望通過文章的闡述和分析，能夠有效的改善我國的機(jī)匣加工的加工效率，為我國的機(jī)匣加工發(fā)展和創(chuàng)新貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：機(jī)匣加工；高效加工；刀具選擇

航空領(lǐng)域應(yīng)用的加工材料在加工過程中的高效率在我國屬于一個非常系統(tǒng)的問題。這一問題主要包括了航空材料的加工系統(tǒng)構(gòu)成；在加工過程中使用的材料；在加工過程中應(yīng)用的切削參數(shù)等。上述的三種問題在實(shí)際加工中的應(yīng)用直接決定了加工零件的質(zhì)量；加工中使用刀具的真實(shí)成本和實(shí)際的加工效率等。文章闡述的高效加工主要指的是用提升機(jī)匣的切削效率來不斷的縮短加工件的切削時(shí)間。根據(jù)這一目標(biāo)，現(xiàn)階段的加工過程中，必須有非常大的推理，同時(shí)推重比也非常的關(guān)鍵，因此在進(jìn)行零件加工的過程中，外界條件非常的苛刻。第一是在高溫的狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)匣零件的加工；第二是在高壓的狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)匣零件的加工；第三是在高速度的狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)匣零件的加工；第四是在高負(fù)荷的狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)匣零件的加工。特別需要注意的是航空應(yīng)用的機(jī)匣零件都是在高溫狀態(tài)下加工的。這種情況下，對于發(fā)動機(jī)的熱端組建中含有鎳基等粉末的高溫合金材料的加工非常困難，同時(shí)也非常的消耗加工道具。因此我們才要不斷的提升加工過程中的切削效率。提升加工中的切削效率主要有兩個目的。第一個目的是能夠有效的提升金屬去除率占用的單位時(shí)間；第二個目的是能夠提升單位時(shí)間內(nèi)的金屬去除率。提升加工過程中的切削效率并不是我們認(rèn)為的減少加工的定位時(shí)間，不斷優(yōu)化設(shè)備和減少零件的空行時(shí)間來完成的。由于機(jī)匣加工中含有大量的薄壁件，這樣就要求我們在加工的過程中具有非常高的加工精度，這一要求就使我們在加工過程中的技術(shù)阻礙，延遲了我們的加工速度，降低了加工的效率。

在機(jī)匣的加工過程中，一直存在著難度很大的問題，特別是加工薄壁機(jī)匣的過程中，我們在加工的時(shí)候?qū)τ诩庸べ|(zhì)量和加工效率的選擇非常困難，因此我們要在保障加工質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步的優(yōu)化機(jī)匣加工過程中的加工效率，通過不斷的加工試驗(yàn)，現(xiàn)階段我們也掌握和了解了一些優(yōu)化加工效率的方法。

關(guān)于提升機(jī)匣加工效率的具體方法的闡述和分析，文章主要從三個方面進(jìn)行闡述和分析。第一個方面是在加工的過程中要對機(jī)匣加工使用的夾具和裝夾方式進(jìn)行優(yōu)化。第二個方面是在加工的過程中要對機(jī)匣加工使用的相應(yīng)程序給予優(yōu)化。第三個方面是在加工的過程中要對機(jī)匣加工中使用的刀具進(jìn)行優(yōu)化。下面進(jìn)行詳細(xì)的闡述和分析。

（1）在加工的過程中要對機(jī)匣加工使用的夾具和裝夾方式進(jìn)行優(yōu)化。

在加工機(jī)匣的過程中，要將夾具的止口同加工件之間密實(shí)配合，這樣就非常容易進(jìn)行找正的工作。同時(shí)加工中使用的勾型壓板要避免對加工的整個過程進(jìn)行干涉，需要注意的是加工的壓板面積盡量最大，這樣有助于零件和夾板之間的緊密配合和接觸，控制好夾裝過程中的基準(zhǔn)也就完成了對機(jī)匣的固定工作。

在固定機(jī)匣的過程中要預(yù)留出走刀的空隙，同時(shí)對機(jī)匣內(nèi)部的孔和凹槽要進(jìn)行打表確定位置。在裝夾的過程中，要全程使用限力扳手進(jìn)行壓緊操作，在裝夾的過程中我們應(yīng)該采用三次到位的工作方式。為了保障機(jī)匣加工過程中不出現(xiàn)變形問題，我們在夾裝的過程中要對機(jī)匣進(jìn)行外支撐，原則是要保障支撐和加工件的貼合。

（2）在加工的過程中要對機(jī)匣加工使用的相應(yīng)程序給予優(yōu)化。

在加工過程中全部采用刀尖對刀、刀尖編程，沒有刀補(bǔ)，需要調(diào)整刀補(bǔ)或?qū)ψ冃芜M(jìn)行補(bǔ)償已通過宏程序優(yōu)化到數(shù)控程序中；加工采用恒線速度切削，使加工中刀具在恒定的切削環(huán)境下工作，延長了刀具壽命，減小零件變形，同時(shí)也方便進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化粗加工使用陶瓷刀具高速切削。加工編程時(shí)對走刀路線的優(yōu)化（轉(zhuǎn)角處走圓角）對于改善刀具磨損狀況、提高刀具壽命作用很大；使用成型刀切槽：車槽原為小切刀分層粗切，在兩側(cè)反復(fù)精加工保證，現(xiàn)用成型切刀一次加工合格，使用現(xiàn)有刀具實(shí)驗(yàn)完成，滿足槽尺寸公差±0.05，內(nèi)直徑公差±0.05；程序中有對刀校驗(yàn)指令，即程序開始時(shí)，將刀具開到固定位置，并用解釋語句說明余量及測量，方便對刀和加工，避免了人為錯誤。車加工CNMG、DNMG刀具的應(yīng)用，原粗車內(nèi)型面使用刀片VBMT160404V=30m/minf=0.15r/min，加工3-4刀。

（3）在加工的過程中要對機(jī)匣加工中使用的刀具進(jìn)行優(yōu)化。

在機(jī)匣加工的過程中有一個非常重要的問題就是加工設(shè)備的高效優(yōu)化問題。加工過程中走刀路線的科學(xué)優(yōu)化設(shè)置有兩個優(yōu)點(diǎn)。第一個優(yōu)點(diǎn)是能保障加工零件的有效處理；第二個優(yōu)點(diǎn)是能夠很好的規(guī)避加工過程中刀具的損壞。在現(xiàn)階段的加工過程中使用的機(jī)匣材料大多數(shù)都是鎳基高溫材料，在加工材料中屬于較難加工的一種。機(jī)匣的形狀非常的復(fù)雜，在最初的加工過程中我們使用的是硬質(zhì)合金材質(zhì)的加工刀具進(jìn)行零件的切削加工，但是在實(shí)際的操作過程中，情況并不是很理想。加工過程對刀具的磨損非常嚴(yán)重，造成了加工的效率低下。我們?yōu)榱诉M(jìn)一步提升切削加工的工作效率，我們曾經(jīng)嘗試了使用陶瓷材質(zhì)的刀具來替代硬質(zhì)合金材質(zhì)的刀具來進(jìn)行鎳基合金的切削加工，同時(shí)也修改了走刀的方式，改為右側(cè)走刀，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，還是沒有達(dá)到應(yīng)有的效果。主要是由于這種材質(zhì)的刀具具有非常大的切削力，造成了加工件的表面溫度過高，機(jī)械出現(xiàn)震動的狀況，同時(shí)陶瓷的刀具磨損也非常嚴(yán)重。經(jīng)過分析，認(rèn)為機(jī)匣的切削加工非常的困難，加工的剩余量非常大，同時(shí)加工走刀方向需要頻繁更換。因此我們在機(jī)匣加工的過程中科學(xué)的確定刀具的走刀路線同時(shí)不斷的優(yōu)化相關(guān)的加工程序是非常必要的。

造成陶瓷材質(zhì)的刀具加工機(jī)匣失敗的原因主要是加工過程中使用的陶瓷刀具硬度非常大，但是除了硬度之外，強(qiáng)度和韌性同硬質(zhì)合金材質(zhì)的刀具相比較非常的差。這樣就導(dǎo)致了在加工過程中刀具頻繁更換走向。在機(jī)匣切削加工中，最優(yōu)化的方案是選擇和加工材料材質(zhì)相近的加工刀具，這樣加工刀具從物理性能，化學(xué)性能，機(jī)力學(xué)性能上都有非常好的匹配性。同時(shí)我們也要對加工過程中的加工程序進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化處理，要盡量減少刀具的突然變換走刀方向。通過試驗(yàn)論證，上述兩種處理優(yōu)化方法在加工過程中起到了非常高的效果。加工過程中加床的震動減輕了，陶瓷刀具的磨損問題也在一種可控的范圍之內(nèi)。因此要想高效的進(jìn)行機(jī)匣的切削加工，最主要的是要選擇性能和加工零件相似的加工刀具，同時(shí)要根據(jù)加工零件的特點(diǎn)來優(yōu)化加工的程序，保障加工過程中的刀具走刀方向穩(wěn)定，不隨意改變走刀方向。

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