模锻件一直是数控加工零件中的瓶颈，由于其毛料的特殊形式，需多次翻面加工，随时倒动压板，加工效率低，加工品质不稳定，工人劳动强度大。
1 零件用途
某机型主起落架轮舱梁，是该飞机上的一项重要零件，在主起落架轮舱组件中起着重要的支撑作用，为该组件的主要承力构件，是起落架组件中的重要零件之一。
2 零件分析
2.1 毛料信息
零件的材料牌号为2D70-T6，材料标准为11-CL-029B，模锻件，铝台金模锻件材料的特性是切削性较好，但变形较大。
2.2 加工公差
加工厚度尺寸的极限偏差为
=(1.9～2.5)mm时，(+0.1/-0.2)mm；
=(2.6～3.0)mm时，(+0/-0.3)mm；
=(3.6～18)mm时，(+0/-0.5)mm。
其余未注尺寸公差按HB5800-1999。
3 加工方案
3.1 数控设备的选择
零件的两端型面角度为32，内外形的几处下陷角度33，其余各个部分角度都不是很大，综合考虑现场设备的机床刚性、加工精度、最大角度等各方面参数，选择蓝宝地机床，对于零件两端型面可采用行切方式加工，外形闭角下陷可采取在另外一侧单独补加工，内形闭角下陷余量较小，可钳工去除。
3.2 加工工艺方案的制定
在模锻件的加工中，由于其材料易变形，因此工艺方案的制定，必须在控制变形的基础上，再考虑其他要素。
一般的模锻件都采取一面粗铣翻面粗精铣再一面精铣的比较常用的加工方案。一些变形较大零件，为了消除变形甚至采取更多次的翻面，这种加工方案的最大弊端，是效率低，工人劳动强度大。
针对主起落架轮舱粱的具体情况，最有效率的加工方式，就是一次翻面。但是，这样存在一定风险，必须对零件进行详细分析，论证其可行性，结果如下：
(1)有利方面：
一是从零件结构上看，稳定性较好，腹板上的筋条较多，成规则的网状结构，对零件的变形有很好的抵御作用；
二是零件腹板的最小厚度为5mm，缘条的厚度为5～7mm，筋条的最大厚度8mm，较大的厚度决定了零件有较好的刚性。
(2)不利方面：
一是一次翻面加工去除余量太大，应力原因必然导致零件变形；
二是零件一端的开口部分在，切断后应力的释放最为剧烈，是整个零件最易变形的地方，控制开口部分的变形，是控制整个零件变形的关键之处。
通过对零件的整体分析，认为如果工艺安排合理，措施得当，完全可能把变形控制在合理范围内，因此，采取一次翻面加工方式。
3.3 零件的装夹定位
针对零件模锻件毛料的具体形式及加工流程，申请了2套工装。第一套工装以2-18H9定位孔及毛料筋高平面定位，第二套工装以2-18H9定位孔及已加工腹板面定位。
3.4 装配对零件提出的要求
在主起落架轮舱组件的装配中，主起落架轮舱梁的两处缘条外形、两端外形是装配基准，内形封闭槽及两处内形有重要装配要求。
3.5 刀具的选择
零件加工中刀具的选择，依然遵循粗加工时尽量选择较大的刀具，半精加工与精加工选择与零件结构相近的刀具。这里粗加工选择直径为30mm的刀具，提高效率。
在半精加工、精加工中，选择直径为20mm铣刀，在余量不大的情况下，30mm铣刀与20mm。铣刀轨迹一样，选择20mm铣刀是为了给转角留更少的余量，以便清转角。
在主起落架轮舱梁的加工中，多次应用了8R4mm铣刀（国球刀），因为在零件中存在大量的不规则结构，如内形闭角区、倾斜腹板、转角R4mm等。
由于宽度14mm、深度52mm封闭槽的存在，选用10R4mm铣刀。
零件一端的大孔与内形之间的闭角区域，最小处间隙仅有6.25mm，这处结构是整个零件加工刀具选择最难的地方，综合考虑各方面因素，选用6R3mm铣刀。
3.6 加工难点
在主起落架轮舱梁的加工中，存在以下较难加工的地方
(1)以零件一端的开口部分为代表的零件变形控制，以及翻面加工零件弓起的处理。
(2)零件一端的大孔与内形之间的闭角区域最小处间隙，仅有6.25mm，既保证零件的加工品质，又不伤及零件，是加工过程的控制点之一。
(3)在宽度仅为14mm，深度为52mm封闭槽的加工中，既保证加工零件加工品质与刀具的安全，又要保证两面加工无接刀。
(4)由于零件开口处更易变形，因此开口处的大孔两面接刀的处理，是另一难点。
(5)开口处倾斜腹板结构复杂，需要多次加工，既保证腹板厚度，又保证去除残余时与腹板面接平。
(6)开口处一端与毛料连接处宽度5.5mm，角度32，切断时如何保证零件不颤动，是又一难点。
3.7 加工难点的解决措施
针对以上加工难点，采取以下措施予以解决：
(1)对整个零件进行粗加工、半精加工、精加工，做大限度地释放应力。零件一端的开口部分在粗铣阶段，就将开口完全铣开，使之充分变形，在零件正面的余量已基本去除的情况下，再进行精加工，保证精加工后变形可控。
(2)在第一面加工结束后，由于去掉了大量的毛料，必然导致零件弓起，给第二面的加工带来困难，这时只需将零件压平即可，粗加工后弓起基本消除。
(3)在主起落架轮梁的数控加工部分中，最危险的部分就是此处。考虑零件结构的特殊性与刀具刚性，在现有的刀具中选择6R3mm球头铣刀。
(4)为了保证刀具的刚性及在铣切区域有一定的活动空间，选用20R4铣刀，轴向切深3mm。在第二面加工时，要求腹板面与工装贴合完好，以保证零件的实际位置与理论相符合。
(5)倾斜腹板是零件最边缘处，结构性复杂，稳定性差。我们采取预留光刀程序单个保腹板，最后逐个清转角的办法。
(6)零件开口处结构的切断处为厚度5.5mm、长度115mm，与腹板面成32的两个倾斜面。32超出了蓝宝地机床的角度范围，由于其结构特殊，无法常规去除，因此采取20R1mm铣刀行切，底面留1mm余量连接的办法解决。
3.8 内形闭角下陷及外形角度下陷的加工
零件内形存在3处闭角下陷及1处外形角度下陷。由于机床角度的原因，数控无法加工。对于内形闭角下陷，按与外形开角下陷平行尺寸加工；外形下陷，按划线尺寸加工。
4 数控程序的编制
4.1 刀具运动轨迹的编制
在粗加刀阶段余量较大，因此粗加工阶段刀具径向最大步距15mm，轴向切深5mm。在半精加工及精加工阶段，为了获得更好的表面品质及保证零件尺寸，加工底面时刀具径向步距10mm，轴向切深1mm，加工侧面时，轴向切深5mm。
4.2 刀具参数的选择
在零件加工中，刀具参数的选择按数控程序无人工干预的要求设置，所有程序的参数不需工人干预，即可达到优质高效的要求。
4.3 转角降速
在零件加工过程中，为了使铣切过程更加顺畅，同时也按照程序无人工干预的要求，需要在程序铣切零件转角时自动降速，因此在程序编制时，设置转角降速。
4.4 编程容差设置
对于粗加工，为了提高效率，容差(Tolerance)设为加工余量的1/5一1/3。精加工是最终加工，为了保证零件尺寸和表面光洁度，容差一般设为0.01N-0.02mm。
5 结束语
通过对现场加工零件的统计，一般零件准备时间占据了零件总工时的很大比例，模锻件就体现得更加明显。
在主起落架轮舱梁的加工中，效率较之以前类似零件有非常明显的提高，原因归纳如下：
第一是零件加工方式的转变。由多次翻面加工，转为一次翻面加工，62mm390mm770mm的外廓尺寸，在模锻件中是较大的零件，能实现一次翻面加工完，大大提高了效率，缩短生产周期，减小工人劳动强度。在工艺流程设计上是一个创新，一个大的进步，为类似零件的加工提供了重要的参照。
第二是工艺安排合理。模锻件由于其结构的特殊性，导致在加工过程中需要频繁倒压板，另外由于其零件变形，在加工过程中精铣内形时需要保证缘条厚度。经过细致分析，合理安排加工顺序，减少倒动压板次数，并对铣内形程序进行拆分，单独编制保证缘条厚度的内形程序，方便了零件的加工。
通过主起落架轮舱粱的加工，使我们对模锻件的加工方式有了更深的了解，对后续的模锻件加工有一定的借鉴意义。
(审核编辑: 智汇张瑜)
