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[摘要]：薄壁零件刚性差、强度弱， 在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大， 不易保证零件的加工质量， 薄壁零件的加工是传统机械加工中比较棘手的问题。通过分析薄壁零件的加工特点， 对防止和减少薄壁零件变形的工艺措施进行综合分析和研究，并经过一定的试验验证， 采取一定的工艺措施可以有效的解决薄壁零件变形及加工精度不高等问题。实践证明，采用电加工中的慢走丝切割成型， 加工过程平稳， 无切削应力的影响， 能够保证加工质量， 尺寸和技术条件精度完全能达到工件的工艺要求。
[关键词]：弹性环 薄壁件 慢走丝 加工工艺
中图分类号：O326 文献标识码：O 文章编号：1009-914X（2012）29- 0246 -01
1.引言
弹性环是安装在航空发动机轴承上的重要零件，主要用于吸收发动机运转时的震动能量，起到减轻震动的作用，其尺寸精度和技术要求直接影响发动机的使用性能。
某型号航空发动机弹性环是典型的薄壁环型件，尺寸和技术条件精度要求高，是中国燃气涡轮研究院设计的新结构零件，制造过程中没有相关结构及成熟的工艺路线可以借鉴。这就需要通过一定的现场实践，突破传统加工方式，来获取一种适合此结构的加工工艺。本文以该零件为载体，探索一种新的加工工艺，验证零件不同情况下合理的加工参数，以实现该零件及相关结构零件的研制。
2.工艺分析
毛坯经中温回火，消除大部分内应力，硬度显著下降，但仍有一定的硬度，并具有较高的弹性极限和韧性。。
弹性环环体的主要结构尺寸如下：
该零件是典型的薄壁环型件。在如此薄壁且不方便装夹的情况下，加工满足内外圆精密的公差及跳动要求，难度之大可想而知。 弹性环零件结构示意图见图1。
3.解决方案
尽管每个工序都设计制造大量专用工装，传统的机械加工方式装夹和加工过程依然无法有效控制零件因加工应力释放产生的变形问题，几乎不可能实现该零件的研制加工工作。
如果使用传统的车削方式进行零件的粗加工和半精加工，必然会产生大量的径向夹紧应力和机械切削应力。即使安排相应的热处理工序消除前期加工应力，精加工过程产生的应力变形也足以使零件报废。
为了彻底解决应力引起的变形问题，摒弃传统的机械加工，尝试改用电加工来实现整个加工过程。但电加工后会残留有重熔层，它位于工件表面最上层，在放电时瞬时熔化而又滞留下来，受工作液快速冷却而凝固，它与基体金属完全不同，组织脆性大，与内层的结合也不甚牢固，如不去除，会对弹性环的工作性能造成极大影响。因此需要在慢走丝粗加工和半精加工后留取少量余量，利用精密摩尔坐标磨进行精加工去除重熔层。精密摩尔坐标磨是高精度的磨削设备，加工时吃刀量每次仅0.002mm，基本不会残留能够引起零件变形的加工应力，但相应工作效率很难提高。因此，需要做一定的工作来确定合理的加工余量。
多次切割技术是提高慢走丝切割加工精度和表面质量的根本手段，它是设计制造技术、数控技术、智能化技术、脉冲电源技术、精密传动及控制技术的科学整合，一般通过一次切割成型，二次切割提高精度，三次以上切割提高表面质量。为了明确在不同电流参数、走丝速度及切削次数的状态下，慢走丝切削后重熔层的厚度，以确定合理的精加工磨削余量，保证零件合格的前提下尽量缩短加工时间，我们使用与零件同牌号的材料做了三个试验件来鉴定重熔层实际厚度。
4.加工验证
4.1合理的慢走丝切割方案
内外型面分别慢走丝加工，由于存在装夹找正及系统本身的误差，内外型面同心度以及跳动0.02将无法实现。更合理的方案是，将内外型面合并为一道工序加工，一次装夹加工出内外型面，其中外型面四处留5mm宽度连接余料基体，供磨削内型面时装夹使用。
4.2浇注低熔点合金
考虑到内外型面加工完成后零件已基本处于薄壁状态，在周转及后续磨削过程中极易变形，不利于修磨内型。在外型面和和毛料中间的空隙中浇注低熔点合金，待其凝固后，零件的刚性得到加强，方进行内型面的磨削工作。
4.3 增加普通线切割工序
内型面磨削成型后，安装型芯，保持零件现有状态不变形。此时零件依然由四个连接处和毛料基体连接在一起。零件加温至80摄氏度清除掉低熔点合金后，安排了普通线切割工序将四个连接处切断，切断后，先利用精密摩尔坐标磨设备对此四个部位进行重点磨削至单边余量0.023mm，与其他部位相同，然后继续走工序，正常进行外型面的磨削工作。
5 结论
实践证明，弹性环环体薄壁件的加工可通过电加工实现，彻底排除传统机械加工过程中装夹应力及切削应力引起的变形。由于电加工过程几乎没有切削力，定位变得更加简单，加工过程中使用的工装得以大大减少并简化，降低了制造成本。
该加工技术可进行推广，应用于类似结构零件，为实现该类零件的加工打下良好的基础。精密摩尔坐标磨和电加工，尤其是慢走丝加工，加工效率低，周期长。这是一个客观存在的问题。今后應多加注重切削参数的调整及加工过程的优化，进一步提高加工效率，降低生产成本。
[关键词]：弹性环 薄壁件 慢走丝 加工工艺
中图分类号：O326 文献标识码：O 文章编号：1009-914X（2012）29- 0246 -01
1.引言
弹性环是安装在航空发动机轴承上的重要零件，主要用于吸收发动机运转时的震动能量，起到减轻震动的作用，其尺寸精度和技术要求直接影响发动机的使用性能。
某型号航空发动机弹性环是典型的薄壁环型件，尺寸和技术条件精度要求高，是中国燃气涡轮研究院设计的新结构零件，制造过程中没有相关结构及成熟的工艺路线可以借鉴。这就需要通过一定的现场实践，突破传统加工方式，来获取一种适合此结构的加工工艺。本文以该零件为载体，探索一种新的加工工艺，验证零件不同情况下合理的加工参数，以实现该零件及相关结构零件的研制。
2.工艺分析
毛坯经中温回火，消除大部分内应力，硬度显著下降，但仍有一定的硬度，并具有较高的弹性极限和韧性。。
弹性环环体的主要结构尺寸如下：
该零件是典型的薄壁环型件。在如此薄壁且不方便装夹的情况下，加工满足内外圆精密的公差及跳动要求，难度之大可想而知。 弹性环零件结构示意图见图1。
3.解决方案
尽管每个工序都设计制造大量专用工装，传统的机械加工方式装夹和加工过程依然无法有效控制零件因加工应力释放产生的变形问题，几乎不可能实现该零件的研制加工工作。
如果使用传统的车削方式进行零件的粗加工和半精加工，必然会产生大量的径向夹紧应力和机械切削应力。即使安排相应的热处理工序消除前期加工应力，精加工过程产生的应力变形也足以使零件报废。
为了彻底解决应力引起的变形问题，摒弃传统的机械加工，尝试改用电加工来实现整个加工过程。但电加工后会残留有重熔层，它位于工件表面最上层，在放电时瞬时熔化而又滞留下来，受工作液快速冷却而凝固，它与基体金属完全不同，组织脆性大，与内层的结合也不甚牢固，如不去除，会对弹性环的工作性能造成极大影响。因此需要在慢走丝粗加工和半精加工后留取少量余量，利用精密摩尔坐标磨进行精加工去除重熔层。精密摩尔坐标磨是高精度的磨削设备，加工时吃刀量每次仅0.002mm，基本不会残留能够引起零件变形的加工应力，但相应工作效率很难提高。因此，需要做一定的工作来确定合理的加工余量。
多次切割技术是提高慢走丝切割加工精度和表面质量的根本手段，它是设计制造技术、数控技术、智能化技术、脉冲电源技术、精密传动及控制技术的科学整合，一般通过一次切割成型，二次切割提高精度，三次以上切割提高表面质量。为了明确在不同电流参数、走丝速度及切削次数的状态下，慢走丝切削后重熔层的厚度，以确定合理的精加工磨削余量，保证零件合格的前提下尽量缩短加工时间，我们使用与零件同牌号的材料做了三个试验件来鉴定重熔层实际厚度。
4.加工验证
4.1合理的慢走丝切割方案
内外型面分别慢走丝加工，由于存在装夹找正及系统本身的误差，内外型面同心度以及跳动0.02将无法实现。更合理的方案是，将内外型面合并为一道工序加工，一次装夹加工出内外型面，其中外型面四处留5mm宽度连接余料基体，供磨削内型面时装夹使用。
4.2浇注低熔点合金
考虑到内外型面加工完成后零件已基本处于薄壁状态，在周转及后续磨削过程中极易变形，不利于修磨内型。在外型面和和毛料中间的空隙中浇注低熔点合金，待其凝固后，零件的刚性得到加强，方进行内型面的磨削工作。
4.3 增加普通线切割工序
内型面磨削成型后，安装型芯，保持零件现有状态不变形。此时零件依然由四个连接处和毛料基体连接在一起。零件加温至80摄氏度清除掉低熔点合金后，安排了普通线切割工序将四个连接处切断，切断后，先利用精密摩尔坐标磨设备对此四个部位进行重点磨削至单边余量0.023mm，与其他部位相同，然后继续走工序，正常进行外型面的磨削工作。
5 结论
实践证明，弹性环环体薄壁件的加工可通过电加工实现，彻底排除传统机械加工过程中装夹应力及切削应力引起的变形。由于电加工过程几乎没有切削力，定位变得更加简单，加工过程中使用的工装得以大大减少并简化，降低了制造成本。
该加工技术可进行推广，应用于类似结构零件，为实现该类零件的加工打下良好的基础。精密摩尔坐标磨和电加工，尤其是慢走丝加工，加工效率低，周期长。这是一个客观存在的问题。今后應多加注重切削参数的调整及加工过程的优化，进一步提高加工效率，降低生产成本。