活塞式发动机安装节加工工艺探究

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1、活塞式发动机安装节加工工艺探究　　摘要：在活塞式发动机零部件加工中，安装节属于异形结构件，其材料特殊，形状奇异，尺寸精度要求高、公差小，难以装夹及加工，本文通过对零件的加工工艺分析，选择合适的热表处理方式，摸索合理的加工参数，来提高生产合格率和产品质量水平。关键词：安装节；尺寸精度；加工难点；形位公差；数控加工中图分类号：TH162.1文献标志码：A1概述活塞式发动机是我国成功研制的第一台航空发动机，目前国外航空发动机中活塞式发动机主要装备于小型飞机中，国内对此类发动机的制造还处于较低的水平。国防科工委提出要研制开发水平对置活塞式航空发动机，填补我国对置活塞

2、式航空发动机的空白。安装节是活塞式发动机一个关键重要零件，为铸件铝合金毛坯，形状结构复杂，尺寸精度要求高、公差小。首次加工在工艺路线、装夹方式上并无太多经验可借鉴，本文通过对零件的加工工艺分析，选择合适的热表处理方式，摸索合理的加工参数，确定合适的工艺路线，来提高生产合格率和产品质量。2零件的功用10安装节作为发动机和飞机上的一种联接件，用于发动机零件或者发动机在飞机上的固定，并传递部分横向外传力，并允许相对轴向位移，起发动机辅助支承和热补偿作用，通常作为发动机部件或者发动机在飞机上的定位点。3零件结构及分析3.1零件的结构安装节由支承部分、工作部分、连接安

3、装部分组成，对零件上的安装面、支承孔表面及基准面有较高的技术要求。发动机静子中，向安装节传递负荷的由构件组成的主干路线称为承力系统，主干构件主要由承力壳体、承力框架，以安装节组成。安装节的结构形式不仅取决与飞机与发动机的机种，而且还与发动机在飞机上的安装形式、安装位置有关。安装节形状结构复杂，尺寸精度要求高、公差小。支承用端面有较高的平面度及轴向尺寸精度及两端面的平行度要求，对转接作用的内孔等与平面的垂直度要求，外圆、内孔的同轴度要求也比较高，给加工带来了很大难度，需要在加工中不断摸索出可行的加工方法。3.2零件的材料10铸造铝合金是在纯铝的基础上加入其他金

4、属或非金属元素，不仅保持纯铝的基本性能，而且由于合金化及热处理的作用，使铝合金具有良好的综合性能，在工业上占有重要地位，大量用于军事、工业、农业、交通运输领域，也广泛用作建筑材料、家庭生活用具和体育用品。铸造铝合金ZL105属于Al-Si-Cu系合金，化学全名ZAlSi5Cu1Mg，化学成分：4.5%-5.5%Si，1.0%-1.5%Cu，0.4%-0.6%Mg，其余为Al。铸造铝合金ZL105具有良好的加工性能、锻造性能和足够强度，冷成性，切削性、焊接性、抗蚀性及可热处理强化性能好，适用于铸造形状较复杂和承受中等载荷、工作温度至250度的各种发动机零件和附

5、件，例如气缸、机匣、油泵壳体、安装节座等。材料的物理性能、机械性能见表1。3.3零件的精度指标安装节零件是发动机部件或发动机在飞机上的安装受力件，因此其各项精度要求指标均很高。3.4毛坯及其选择为保证零件有足够的强度，毛坯采用精铸毛坯，可保证内部组织为流线型。与锻造相比可铸造出形状比较复杂，尺寸较为精确的毛坯，不但减少了机械加工余量及机械加工后残余应力而产生的零件变形，而且节省了铝合金金属材料。3.5零件的热处理由于零件受到一定的静载荷，不致因温度、变形或制造装配而引起的内应力，飞机与发动机不是刚体，受热、受力引起的变形量较大。因此零件材料经过热处理，达HB

6、≥70。3.6零件的表面处理10零件铝合金金属在空气中会氧化，经过阳极化处理，能使零件表面获得一层致密膜层，可以使金属表面光泽长久不变，抗蚀性强，机械强度有所提高。4工艺分析4.1机械加工工艺分析4.1.1工艺基准根据零件不同的作用，零件的主要基准会有所不同，一是以端面为主（如支承块），其零件加工中的主要定位基准为平面；二是以内孔为主，由于盘的轴向尺寸小，往往以孔为定位基准（径向）的同时，再辅以端面的配合。4.1.2内孔加工方式的选择零件中最重要的部位为内孔，因此零件内孔的加工非常关键。因为零件内孔转接要求非常高，所以一般采用精镗加工方式进行。而要保证零件内

7、孔的精度，那么作为定位基准的必须先达到一定的加工精度。4.2热加工工艺分析按零件要求，需要经过固溶加不完全人工时效热处理。由于零件毛坯热处理后硬度HB≥70硬度并不很高，普通机械加工应无问题，因此零件在毛坯成型后直接进行固溶时效以达到要求。4.3工艺路线安排10由于该零件结构复杂，专用工装难设计，零件B基准面对另一端平面的平行度要求仅为0.02，对内孔的垂直度为0.04，内孔Φ51（+0.046，0）对A、C基准的位置度为0.1（图1），A、C基准分别为底座平面上的两小孔，空间尺寸较多，难以保证，底座四个U型槽尺寸难以控制。经过对零件进行工艺分析和尺寸计算，

8、再对工艺路线进行数控化转换，综合考虑各方面的因素，确