無人機導流尾錐機加工難點解析使不可能成為可能

摘要：無人機導流尾錐為封頭尖錐狀，弧形錐筒側(cè)有三個均布的非規(guī)則葉片安裝型腔，且為薄壁件。通過機加工工藝技術(shù)研究，采用對工件內(nèi)腔填石膏的新工藝，確保外腔型線加工過程中工件的變形；內(nèi)、外腔型線采用數(shù)控機床及樣板進行控制，確保了該薄壁件壁厚的均勻；同時對弧形錐筒側(cè)的葉片安裝型腔及工件取總長采取線切割保證。加工出的無人機導流尾錐符合產(chǎn)品圖樣要求。無人機導流尾錐是無人機上的重要組成部分，其制作質(zhì)量的好壞直接影響無人機的氣流與平衡。一般導流尾錐可采取旋壓或模具成型，但航空動力公司研發(fā)的無人機導流尾錐因相關(guān)尺寸原因不可采用旋壓。因批量不大，不采取模具壓制成型，而采取新工藝進行工件制作。1.加工難點分析圖1所示為無人機導流尾錐零件圖，此工件為高精度薄壁件，材料為310S，壁厚為1mm，大端外徑尺寸為（97.2±0.1）mm，表面粗糙度值Ra=3.2μm。圖1無人機導流尾錐零件圖此類零件有7個加工難點：①如何裝夾工件。②如何控制不銹鋼材質(zhì)本身的易變形問題。③如何控制此薄壁件加工過程的變形問題。④如何保證此薄壁件的壁厚均勻問題。⑤如何保證工件的內(nèi)、外兩腔型線。⑥如何保證工件的加工尺寸精度及表面粗糙度。⑦如何加工出弧形錐筒側(cè)三個均布葉片安裝型腔。此工件為高精度薄壁難機加工件，如何才能有效控制此類工件在加工過程中的變形，且加工出合格的產(chǎn)品，一直是個工藝難題。(金屬加工真不錯)按以前的習慣思維，此類高精度薄壁工件是不可機加工件。如何使不可加工件變?yōu)榭杉庸ぜ?，是我們要研究的課題。2.確定加工方案針對此工件的加工難度，通過工藝技術(shù)分析，全面考慮工件的余量、裝夾、變形、尺寸、表面粗糙度和型線等，確定工藝方案如下：下棒料→粗車裝夾夾頭塢、定位、基準→粗加工內(nèi)腔型線→數(shù)控半精加工內(nèi)腔型線→數(shù)控精加工內(nèi)腔型線→內(nèi)腔填石膏→粗加工外腔型線→數(shù)控半精加工外腔型線→數(shù)控精加工外腔型線→清除石膏→線切割葉片型腔和夾頭塢→三坐標檢測。通過工藝試制，成功加工出該高難度機加工件。3.加工過程中采取的具體措施（1）下310S棒料，充分考慮工件的裝夾及不銹鋼件本身的易變形問題，注意留裝夾夾頭塢及夾頭塢厚度余量。（2）按工藝要求加工內(nèi)腔型線，采用極壓水溶性切削液進行冷卻，防止工件加工過程中的熱變形，從而提高表面質(zhì)量。半精、精加工內(nèi)腔型線采取數(shù)控加工，以保證工件內(nèi)腔型線尺寸、表面粗糙度，(金屬加工真不錯)同時可確保該薄壁件最終壁厚均勻。設(shè)計工藝樣板進行內(nèi)腔型線檢驗。如圖2所示為無人機導流尾錐內(nèi)腔型線加工示意圖。圖2無人機導流尾錐內(nèi)腔型線加工示意圖圖3無人機導流尾錐外腔型線加工示意圖（3）按工藝要求加工外腔型線，內(nèi)腔填石膏，石膏不傷及工件已加工面，填充簡便安全，清除容易、可靠，可有效防止此薄壁件加工過程中的變形。采用極壓水溶性切削液進行冷卻，防止工件加工過程中的熱變形，從而提高表面質(zhì)量。半精、精加工外腔型線采取數(shù)控加工，以保證工件外腔型線尺寸、表面粗糙度及該薄壁件壁厚的均勻。設(shè)計工藝樣板進行外腔型線檢驗。如圖3所示為無人機導流尾錐外腔型線加工示意圖。（4）按圖1所示線切割無人機導流尾錐葉片型腔及夾頭塢。清除內(nèi)腔石膏，便于線切割時導電。設(shè)計工藝線切割型線示意圖，保證葉片型腔尺寸。采取此工藝方案可控制工件取總長時的變形量。4.結(jié)語通過機加工工藝技術(shù)研究，使原本不可能實現(xiàn)的高難度機加工成為可能。該工藝實用性強，解決了此類工件的加工變