300M钢材料热处理后转接R加工烧伤控制徐红彦 (中航飞机股份有限公司 长沙起落架分公司，陕西 汉中 723200) 摘 要：针对空客起落架300M钢零件热处理后，转接R处的切削加工烧伤控制问题，通过对该材料热处理后切削加工特性的分析，利用机床备件平旋盘，从刀具结构和加工工艺方法、工艺参数方面进行了深入研究。经过切削加工试验和酸蚀检查验证，使加工后的零件烧伤得到了有效控制。 关键词：300M钢；热处理后；R烧伤控制 空客A340、A380产品的材料以高强度300M钢为主。该材料具有高的抗拉强度和足够的韧性，特别是热处理后材料硬度可达到53～55 HRC，切削加工难度较大[1]，而且切削加工易造成零件表面淬火烧伤和回火烧伤；因此，客户对300M钢热处理后加工烧伤控制要求非常严格，尤其是应力集中部位转接R处的烧伤控制。本文以杆类零件为典型研究对象进行加工分析。 1 加工分析1.1 热处理后加工部位及尺寸 空客A340刹车杆零件结构和关键尺寸图如图1所示。根据零件的装配要求，热处理后需要精加工的主要部位是φ73、φ56孔以及内、外端面，本文主要分析研究φ106、R5内端面R5的加工。  图1 刹车杆零件结构和关键尺寸图 1.2 加工要求 加工要求如下：装夹稳定，无振刀，满足图1中尺寸以及几何公差要求，加工部位无烧伤。 1.3 加工思路 根据零件结构采用卧式加工中心，为保证零件装夹的稳定性，制作了专用夹具。对需要加工的φ106、R5内端面采用成型T型刀加工，用T型刀通过φ73孔，反锪加工φ106、R5内端面。 1.4 刀具设计 由于加工该内端面时，通过φ73孔，反锪加工φ106、R5内端面，则刀具的旋长最短为(106-73)/2=16.5 (mm)，故在刀具的设计时，应综合考虑刀具直径、刀具有效刃旋长、刀杆直径和加工时刀具刚度。为避免设计的刀体碰撞φ73孔壁，刀体直径应<73 mm。考虑加工时稳定、刚度强、不振刀，刀杆应尽可能粗，故刀体直径设计为71="" mm，刀具旋长按17.5="" mm设计，刀杆与孔壁两侧各留0.5="" mm间隙，则刀杆直径为(71/2-17.5)×2="36">φ 设计的专用成型T型刀尺寸图如图2所示。  图2 专用成型T型刀尺寸图 1.5 加工冷却 根据高强度钢的加工要求，加工过程中应充分冷却，故选用了2个冷却管，并增加了冷却泵，保证零件加工过程中充分冷却。冷却液选择美国进口的TRIM E905，该冷却液冷却效果好，且不含对人体有害的卤元素。 1.6 酸蚀检测结果 零件加工后酸蚀检测结果如下：加工后的孔、端面无烧伤，但在φ106、R5内端面转接R5处有烧伤(见图3)，结论为不合格。  图3 烧伤部位 1.7 原因分析 通过酸蚀检测可以看出，热后加工烧伤主要集中在内端面转接R5处，后经分析在铣削φ106、R5(两面)时，零件R5圆弧面完全靠刀具φ71/R5反锪形成，R5刀片与加工面的接触面较大，加工过程中产生的热量不易散发，造成零件在转接R处热量聚集而产生表面局部回火烧伤。故结论为：成型刀具是造成转接R处烧伤的根本原因。对于一般材料，该部位的加工可选用成型T型刀加工；但对于300M材料，刀具结构不适用该部位的加工。 2 解决方案改变加工方法和刀具结构，在圆弧R5加工时采用刀尖点接触的方式，确保零件在加工过程中接触面小、热量不集中。具体方案如下。 1)明确加工设备、加工方式。采用卧式加工中心，利用平旋盘用刀尖拟合出R5圆弧替代用成型刀加工R5圆弧。 2)重新设计刀具。在原因分析的基础上，改进刀具结构，切削时刀尖与零件加工面采用点接触，利用平旋盘的移动和主轴的转动，在X、Z方向进行直线和圆弧的切削，刀片采用负前角93°结构，这样刀具锋利，接触面小，产生的热量易散发。重新设计的刀具结构图如图4所示。刀具实物图如图5所示。  图4 刀具结构图  图5 刀具实物图 3)编制加工程序。加工程序如下： N0(PGM,XXXXX) N0G00G98W0 N0M27 N0G92V0 N0 V4.47 N0G92V0. N0G00G90G71G25E1 X0.Y0. N0M03S100 N0V-2 N0W80 N0G01W0F500 N0G01V11.5 F30 N0G03V16.5W-5J11.5K-5 N0G00V-2 N0M05 N0W80F500 N0G98G00W0 N0M27 N0G92V0 N0M05 N0M02 4)锪窝加工参数。锪窝加工参数见表1。酸蚀检测结果为合格。 表1 锪窝加工参数表  加工过程切削深度/mm转速/r·min-1进给量/mm·min-1刀片型号刀具规格切削液类型粗锪窝(两刀)0．31209DCMT11T3．304-PM4025刀杆1622．510．04/11精锪窝(两刀)0．11209DCMT11T3．304-PM4025刀杆1622．510．04/11TRIME905 3 结语通过多次工艺试验，从加工方法、刀具和切削参数上，解决了300M钢转接R处烧伤问题；同时，利用机床铣削主轴(或镗削头)上提供的U轴的加工功能，扩展了应用平旋盘进行镗孔、端面和反锪窝的加工工艺方法，扩展了利用U轴加工功能伺服控制端面切削和可扩大的镗刀对较复杂的型面进行加工。 参考文献： [1] 盖永亮, 邵荣森. 某薄壁细长外花键轴加工工艺研究[J]. 新技术新工艺, 2016(12):3-5. 责任编辑 郑练 Machining R Burn Control of Airbus Landing Gear 300M Steel Parts after Heat Treatment XU Hongyan (Changsha Branch, AVIC Aircraft Landing Gear Co., Ltd., Hanzhong 723200, China) Abstract：Airbus landing gear 300M steel parts after heat treatment, machining burn control problem of transfer of machining process on theR. Based on the material analysis of machining characteristics after heat treatment. Using the machine spare parts swing set, from the tool structure and processing method and the process parameters were studied. After cutting experiments and acid corrosion inspection validation, the processed parts of burn under control. Key words：300M steel, after heat treatment,R burn control 中图分类号：TG 115 文献标志码：A 作者简介：徐红彦(1968-)，女，高级工程师，主要从事航空产品、转包产品飞机复杂零件的研制、机械加工、NC程序的编制以及工艺管理等方面的研究。 收稿日期：2017-04-11 |
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