引言
　　高温合金在航空产业之所以如此著名，是因为其长期在高温条件下具有良好的抗氧化性、抗蠕变性与持久强度。因此，高温合金零件的加工工艺的改进是制造业的一个重要课题。特别是对壁厚在2mm以下型面较为复杂的机匣的加工，其变形量的控制更是机匣制造技术提升的关键。薄壁机匣零件在加工过程中的变形和试车、试飞后的变形都将影响机匣的质量及装配互换性的要求，而现在多型号的零件均已转入批产状态，所以，解决薄壁机匣零件的变形问题已迫在眉睫。

1高温合金概述
　　高温合金又称耐热合金或热强合金。因其较高的力学性能、抗腐蚀性等特性，在航空发动机上得到广泛应用，主要用于高压机匣、燃烧室、导向器、涡轮盘、涡轮支承机匣、涡轮叶片、导向叶片等高温部件的制造。高温合金因其合金化程度很高，在英、美等国称之为超合金。其主要特点是高熔点、热强度和热稳定性能及热疲劳性能优良。
　　高温合金是最难切削的材料之一。其切削特点为：塑性变形较大；切削力大；冷硬现象严重；切削温度高；刀具易磨损；加工表面质量和精度不易保证。

2高导机匣零件加工工艺的研究
　　本章通过对发动机的主要承力部件——高导机匣的加工工艺研究，攻克高温合金薄壁机匣控制加工变形的难题，掌握大型薄壁机匣的制造技术。
　　该高导机匣属于高温合金整体环形薄壁机匣，在高温下有良好高温强度、应力和抗腐蚀能力。此研究要达到的目标：自由状态下机匣圆度跳动不大于0.5mm，平面度不大于0.15mm。
　　2.1机匣零件结构分析
　　2.1.1零件结构特点及技术要求
　　高导机匣为发动机的主要承力部件，其最大直径为Φ754mm，高度为105mm，单边壁厚仅有1.8mm，内表面粗糙度要求为Ra0.8μm，机匣圆周上分布42个与导向器叶片连接的径向螺栓孔，在外圆上有42个减重凹槽，并带有环形槽。零件的设计精度较高，表面配合的尺寸精度为0.05～0.1mm，形位公差（位置度、平行度、垂直度）基本在0.02～0.05mm。此机匣为精度和复杂程度较高的整体环形机匣。
　　2.1.2加工难点和工艺性分析
　　高导机匣毛料为自由环形锻件，外径Φ773±5mm，内径Φ675±5mm，高度125±5mm；材料利用率仅为6.34%，由于金属去除量大，在加工中将产生较大的加工应力，造成机匣变形严重。
　　设计选材为GH761，该材料主要成分有Ni、Cr、W，并在材料中有TiC硬质点，这些硬质点在切削加工中会产生较大的切削力和切削热。
　　2.2加工工艺研究
　　2.2.1原有零件加工工艺及其加工质量检测
　　原高导机匣的主要工艺路线为：
　　№0毛坯→№5粗车大端→№10粗车小端→№15热处理→№20车小端基准→№25车大端→№30车小端→№35稳定处理→№40车小端基准→№45细车大端→№50细车小端→№55精车大端→№60精车小端→№65划线→№70铣凸台→№80粗铣键块→№90镗孔→№95精铣键块→№105镗螺纹底孔→№115镗基准孔→№120钻孔→№135最终检验
　　从工艺路线上看，分为粗加工——半精加工——精加工，在工艺中安排了两次热处理，工艺路线从总体上是基本可行的。
　　在高导组件装配时，我们发现如下几个方面不能满足装配组件的技术要求：
　　（1）机匣外径与内支承同轴度0.05mm非常难保证，每次靠工人反复调整，这样装配时间不但长，而且多数机匣的此项技术条件不能保证。
　　（2）发动机装配时高导机匣与高涡转子间隙不均匀（发动机上方向间隙在1.6mm左右，发动机下方向间隙在2.3mm左右）。
　　（3）五道篦齿与盘间封严环间隙不合格。对此，我们对原有成品零件的变形进行测量，检测的结果为自由状态下圆周跳动0.8～1.0mm，端面跳动0.4～0.6mm。
　　2.2.2加工变形原因分析
　　因该机匣为高温合金薄壁结构，采用自由锻毛坯，加工余量大，材料利用率不足10%，加工后及试车后机匣零件均发生了一定的变形，分析上述变形原因可能由以下几个方面造成：
　　（1）部分工序工艺路线安排不合理。（2）工序中加工余量分布的不均匀。（3）铣端面键块和铣径向凸台工序工装结构不合理。
　　2.3加工工艺改进
　　2.3.1工艺路线调整
　　（1）新工艺路线
　　№0毛坯→№5粗车大端→№10粗车小端→№15热处理→№20车小端基准→№25车大端→№30车小端→№35稳定处理→№40车小端基准→№45细车大端→№50细车小端→№55精车大端→№60标印→№65精车小端→№70钻孔→№80划线→№85粗铣凸台→№95粗铣键块→№105精车小端→№110精铣键块→№120精镗孔→125镗螺纹底孔→№135钻孔→№145精铣凸台→№160镗基准孔→№175最终检验
　　（2）新旧工艺路线不同点
　　①在新路线中，我们将铣径向凸台工序分成两道序，并将粗铣安排在精车工序之前，精铣安排在精车工序和镗螺纹底孔之后，这样安排的目的是将径向凸台的大部分余量在精车工序之前去除，精车后再将剩余的少部分余量去除，减少铣加工对零件产生的变形，同时保证凸台与径向螺纹底孔的位置尺寸要求。
　　②增加粗铣加工后的精车小端工序。机匣小端面是设计基准，在原工艺路线中先将此表面加工到位，为了保证小端面的跳动满足设计要求，在铣加工和钻孔工序后，增加修复小端面的工序，使小端面的跳动满足设计要求，同时保证高导机匣其他表面的技术条件。
　　2.3.2均匀去除加工余量
　　第一次热处理机匣各表面的余量为3mm，第二次热处理机匣各表面的余量为1mm。
　　2.3.3改进工装
　　在机匣加工中对易产生机匣变形的工序的夹具进行了改进。在压紧方式上尽可能采取轴向压紧和内涨紧的形式。
　　2.4结果讨论与分析
　　通过采取改进措施，高导机匣的加工变形有了较大的改善，完全达到了预定的目标；从组件装配结果反映，改进后的高导机匣与转子的径向间隙都合格，而且比较均匀（间隙在1.7～1.9mm）。

3结束语
　　此改进措施取得的成果不但为某机批生产打下良好的基础，同时也为高温合金薄壁零件加工中如何控制变形提供了可借鉴的方法。

参考文献
　　[1]张幼桢.金属切削原理与刀具[M].国防工业出版社，1990.
　　[2]艾兴.高速切削加工技术[M].国防工业出版社，2003.
　　[3]李企芳.难加工材料的加工技术[M].北京：科学技术出版社，1992.