钛合金框架加工工艺

■ 宝鸡烽火工模具技术有限公司 （陕西宝鸡 721006） 孙 平 郭喜禄 关兵奇

图1所示钛合金框架形状复杂，壁厚不均匀，加工容易变形。如果没有五轴加工中心，就需要工艺创新，设计合理的夹具和焊接工装，才能保证零件加工要求。

图1 钛合金框架三维图

1. 零件加工难点分析

框架零件材料为TC4钛合金，其结构及尺寸如图2所示，长374.3mm、宽296mm、厚51.16mm，是我公司最大的钛合金零件。其壁厚最薄处为3mm，外形为R1 443mm大圆弧曲面，形状复杂。钛合金本身为难加工材料，整体加工容易变形，而且费用很高，加工周期长，影响产品交货周期。原加工工艺的难点在于零件变形的控制，以及加工周期长、材料利用率低和加工费用高等问题。

零件R1 443mm大圆弧曲面上分布有与曲面垂直的螺纹孔，加工难度很大，而我公司没有五轴加工中心，需要进行工艺创新，找出可行的加工方案。

2. 加工方案的设计

仔细查看和分析零件的结构，结合钛合金较好的焊接特性，将这个零件拆分成零件1和零件2（见图3），然后焊接成形。但是因为零件1为曲面、薄壁框架类零件，焊接成形很容易变形，控制变形将是很大的难题。于是采取设计焊接夹具的方式尝试解决此问题。该方案实施后将节省材料2/3以上，减少加工中心铣削工时100h以上。

在大圆弧（超过机床旋转工作台旋转半径）和复杂曲面上钻削与曲面垂直的孔，常用的简易方法是首先采用三轴加工中心在孔轴线与大圆弧曲面相交的交点位置钻削中心孔，该中心孔轴线不在大圆弧曲面的法线方向；……