飞机起落架套筒类零件加工

　　图1所示为旋转套筒组合件，该零件具有尺寸精度要求高、薄壁易变形和装配形位公差要求高的特点，且产品材料为难加工的A100钢，该产品是飞机起落架转弯结构中的重要零件。起落架在装配时，经常出现转弯性能达不到装配要求的情况，经分析主要问题在于旋转套筒和扇形齿轮内、外圆不同轴，导致与外筒等发生严重干涉。通过反复论证，找到了解决旋转套筒组合件超差的方法。
　　图1 旋转套筒组合件
　　图2 镗工夹具装夹方式 1. 工艺分析
　　（1）基体加工。旋转套筒热处理后，车工先加工外圆初基准，以外圆初基准来找正加工内孔尺寸，再以内孔尺寸加工外圆φ221f7、φ216h8等尺寸。由于找正基准不统一，且能找正的基准范围小于加工区域，导致误差累积，造成加工后配合部位内孔与外圆不同轴，部分工艺尺寸需要借加工，很难保证产品加工质量。
　　（2）组合件加工。钳工冷缩法安装完衬套后，衬套内孔及端面留有0.5mm的加工余量，需采用图2所示装夹方式进行内孔及端面的精加工，但此时只能找正有加工余量的衬套内孔，无法复查零件外圆基准情况，而衬套冷缩安装有一定变形，导致基准误差的累积，使产品的形位公差要求难以保证。
　　抽查3件组件进行计量，以内孔φ150H8、φ155+0.10 +0.04mm为基准，在基准N、B圆度保证的情况下，相关尺寸同轴度如附表所示。
　　由附表可见，零件组合件状态下，同轴度尺寸超差严重，无法满足装配需求，导致部分旋转套筒零件报废。该产品仅模锻件23万元/件，给公司造成较大的经济损失。为解决此类问题，制定了加工工艺解决方案，并对辅助夹具进行重新设计和应用。 2. 改进方案
　　针对产品超差问题，分析旋转套筒的加工流程及加工尺寸，选择以基体底孔φ155+0.1+0mm尺寸为基准尺寸，使用膨胀心轴定位夹具，统一基体及组合件加工定位基准，尽可能减少误差累积，制定以下改进方案。
　　（1）夹具设计及制造。为了提高φ155+0.1 +0mm孔与心轴的定位精度，采购了肯纳公司φ155mm膨胀心轴（见图3），由于该膨胀心轴定位精度高、重复装夹误差小，依据膨胀心轴使用要求自行设计、制造膨胀心轴基础板（见图4），用来安装φ155mm膨胀心轴（见图5）。
　　夹具要求：φ155mm膨胀心轴定位部分与基础板φ305mm同轴度≤0.02mm，φ155mm定位心轴与底面的垂直度≤0.02mm，并保证在φ305mm与找正端面P跳动≤0.03mm时，φ155mm定位心轴跳动≤0.01mm。
　　（2）基体加工工艺改进。热处理后首先找正零件外圆基准，加工如图6所示的右侧φ155H9（
　　）mm内孔及端面，再以φ155H9（+0.1 +0）mm内孔及端面定位，使用φ155mm膨胀心轴加工零件左侧内、外圆尺寸。这样加工既保证了加工基准的统一，又保证了零件装夹、找正的准确和便捷。
　　车工使用夹具如图7所示，数控镗使用夹具如图8所示，均只需一次性找正好夹具，仅对零件进行更换即可，产品的装夹找正变得很方便，产品质量也得到了有效控制。
　　检测结果 （单位：mm）
　　零件编号 φ150H8圆度 φ155+0.10+0.04mm圆度φ221f7处同轴度φ216h8处同轴度φ196－0 －0.2mm处同轴度1 0.006 0.003 0.11 0.12 0.11 2 0.007 0.004 0.14 0.14 0.12 3 0.005 0.003 0.08 0.09 0.07
　　图4 膨胀心轴基础板
　　图5 夹具
　　图3 膨胀心轴装配图
　　图6 旋转套筒尺寸
　　（3）组合件加工工艺改进。如图9所示，基准N处衬套先不安装，用于φ155mm膨胀心轴装夹定位，复查φ221f7处外圆跳动≤0.02mm，车工先加工衬套孔φ155+0.10 +0.04mm、φ150H8（+0.063 +0 ）mm及衬套端面；钳工再安装基准N处衬套，以前面车工加工的衬套孔φ155+0.10 +0.04mm定位，使用φ155mm膨胀心轴加工基准N处φ150H9（+0.1 +0）mm衬套孔及衬套端面。保证了衬套孔加工与基体加工基准的统一，零件装夹、找正准确和便捷。 3. 结语
　　通过改进工艺和夹具，使旋转套筒组合件质量完全满足图样要求，产品质量稳定，加工效率也大幅提高，彻底解决了该起落架转弯性能不易达到装配要求的难题，保证了转弯机构运动的灵活性，且提高了该结构零件的互换性，减少了零件的选配和修配环节，为起落架同构型的制造提供了参考。
　　图7 车工加工
　　图8 数控镗加工
　　图9 基准N孔处不压装衬套示意