薄壁零件加工变形控制方法研究

王兴超 刘 一

（沈阳黎明航空发动机（集团）责任有限公司，辽宁 沈阳 110043）

随着航空技术的迅猛发展，对航空发动机的安全性、可靠性、稳定性、轻量化也提出了更高的要求，因此在航空发动机中大量采用薄壁、整体类零件，该类零件具有形状结构复杂、加工余量大、刚性低、精度要求高、加工工艺性差的特点，在其制造和使用过程中产生变形问题，已严重阻碍航空发动机的发展。本文对如何更好地控制薄壁零件加工变形作如下分析。

1 影响薄壁件加工变形的因素及控制方法

1.1 影响薄壁件加工变形的因素

影响零件变形的因素是多方面的，包括设备刚度与精度、毛坯余量、装夹与支撑方式、切削参数与走刀路径、零件内部残余应力等。其中对加工变形影响最主要的因素有材料内部的残余应力、加工过程的切削力、工装夹具的装夹力。加工路径的不同会影响到整体结构件内原有残余应力的释放顺序，造成整体结构件的不同刚度特点发生变化，导致零件发生不同程度的变形。随着整体结构件加工过程的进行，毛坯材料被逐渐切除，工件的刚度也随之不断减小，加上切削力和切削热的作用，使得整体结构件内产生新的残余应力。据统计，至少有20%的加工误差是由装夹及定位造成的。影响加工变形的最主要因素是毛坯残余应力，约占变形的70%~80%。由于薄壁结构件在加工过程中材料去除量高，甚至能达到90%。

1.2 加工变形控制方法

针对零件加工变形的主要因素，可采取毛料精化、刀具结构优化、装夹方式和工装结构改进、切削走刀路径优化以及残余应力均化等措施控制零件加工变形。……