航空发动机空气分配匣子本体加工技术研究

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摘要 (I)
Abstract (II)
1 绪论 (1)
1.1 课题背景及研究意义 (1)
1.2 国内外薄壁件加工技术研究现状 (2)
1.2.1 薄壁件加工国外研究现状 (2)
1.2.2 薄壁件加工国内研究现状 (3)
1.2.3 薄壁件加工技术存在的问题 (3)
1.3 本文的研究目的和内容 (4)
1.3.1 本文的研究目的 (4)
1.3.2 本文的研究内容 (4)
2 空气分配匣子本体的加工现状 (5)
2.1 空气分配匣子本体铸件加工 (7)
2.1.1 空气分配匣子本体铸件毛坯成形 (7)
2.1.2 空气分配匣子本体铸件机械加工过程 (9)
2.2 空气分配匣子本体首件锻件加工 (11)
2.3 本章小结 (14)
3 空气分配匣子本体自由锻件加工分析与改进 (16)
3.1 新空气分配匣子本体的结构和工艺特点 (16)
3.1.1 零件的结构特点 (16)
3.1.2 零件的工艺特点 (16)
3.1.3 零件的毛坯设计 (17)
3.2 空气分配匣子本体的定位基准选择原则 (17)
3.3 空气分配匣子本体的工艺路线分析 (18)
3.3.1 外形内腔加工顺序的确定 (18)
3.3.2 零件表面质量的提升 (20)
3.4 加工参数对零件加工过程受力变形影响分析 (22)
3.5 本章小结 (26)
4 零件加工试验及结果 (27)
4.1 铣加工实验 (27)
4.1.1 刀具的选择 (27)
4.1.2 进刀方式分析 (28)
4.1.3 试验加工 (29)
4.1.4 误差补偿 (36)
4.2 光整加工试验 (38)
4.2.1 光整加工的目的 (38)
4.2.2 光整加工设备选择 (39)
4.2.3 光整加工磨料选择 (40)
4.2.4 光整加工参数选择 (41)
4.2.5 光整加工试验 (41)
4.3 本章小结 (43)
结论 (44)
参考文献 (45)
致谢 (47)
大连理工大学学位论文版权使用授权书 (48)
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1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，作为飞机的心脏，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，航空发动机制造技术被称作人类工业皇冠上的明珠，是一个国家科技、工业和国防实力的综合体现，航空发动机产业是保持大国地位的核心，是工业强国的象征。

目前，世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家，技术门槛很高。

美国等发达国家政府一直严格控制航空发动机技术，不仅对我国保持封锁，甚至在某些核心技术上也对其欧洲盟友实行保密。

在未来几十年，航空发动机产业仍然占据了美国国防科技的战略核心位置。

同时，发达国家在人力资源方面实行封锁，不仅限制其他国家人员进入航空发动机核心研制领域，而且限制本国相关人才向外转移，以此来保持产业实力。

因此，我国航空发动机研制任重道远，突破关键技术、走自主研制航空发动机之路是我国的必然选择，研究航空发动机的先进制造技术对国家战略安全及战略发展具有重大的意义。

近年来，航空发动机更新换代加快，其制造技术也相应发展迅速，航空发动机上重要零部件的结构越发复杂，对其精度要求也越来越严格，因此传统的工艺方法及加工设备已经很难满足时代发展的要求。

近十几年尤其是近几年来，数控加工、特种加工以及模拟仿真等先进技术已经开始投入到航空发动机零部件的制造中来。

目前，与上文提到的发达国家相比，我国的制造工艺水平虽然还处于相对落后的地位，但近年来，随着CAD/CAE/CAM技术、CIMS/PDM/PLM系统、高性能数控机床及其控制系统应用的不断深入[1]，推动了航空发动机零部件数字化制造技术的发展，从根本上改变了传统的工艺设计和制造模式，数字化制造已经成为提高航空发动机制造企业制造能力和研制能力的重要手段之一，我国发动机制造技术还是取得了长足进步的。

众所周知，推重比是航空发动机重要的技术性能指标，是飞机发动机推力与发动机重力之比，提升推重比对飞机发动机的性能有着重大意义[2]，而最直接、见效最快的方法就是减轻零部件自身重量。

为了最大限度地减轻重量和满足其他设计需求，许多航空零件采用薄壁、细筋结构。

空气分配匣子本体负责分配机匣内部空气的流向及流量对机匣进行冷却，该零件是典型的薄壁细筋件，外形及内腔结构复杂，壁厚尺寸、轮廓精度及零件表面质量要求较高。

在铣加工过程中，若薄壁件发生变形或者表面质量达不到设计要求，则会影响改变气流的流向及流量，从而无法达到预先设计的冷却效果，造成发动机内部局部温度过高，
部分零件受热膨胀，零件之间配合间隙减小，磨损量增大，使用寿命降低，严重时高配合精度组件甚至会出现卡滞现象，大幅降低发动机的使用寿命，而且造成了严重的安全隐患。

因此，在空气分配匣子本体壁厚较小的前提下，控制零件的变形量并保证尺寸精度及表面质量就显得尤为重要。

1.2 国内外薄壁件加工技术研究现状
1.2.1 薄壁件加工国外研究现状
在复杂薄壁结构件加工过程中，为避免或减小变形量，美国、日本以及西欧的一些发达国家，铝合金、钛合金薄壁件的加工技术已经积累一定的经验，高速切削技术已广泛应用于航空制造领域。

其不仅在机床、夹具、刀具及工件材料等方面具有一定的先进性，而且在薄壁件数控加工技术上也有着很深的理论和实践知识。

其加工时经常采用石膏填充法、真空夹具加强辅助支撑法；在变形控制分析方面主要有动态预测法、神经网络法、静态有限元分析法等。

其中，有限元法应用较多，随着计算机技术的发展，大量成熟的有限元分析软件的出现，使得有限元分析法在薄壁件加工中得到广泛应用。

为了抵消薄壁件的加工变形，日本研究了特定的加工工艺，双轴机床分别从两侧壁同时加工，效果较为理想。

加工过程中，零件会受力变形或者受热（一般为刀具切削产生）变形，这两种变形对薄壁件的最终状态会产生很大影响，因此一些国家对切削机理做了大量的研究工作，通过建立正交切削、刚性端铣及切削力等的模型，对切削力及薄壁件的变形做出预测，对零件的变形进行了定向及定量分析，保证了薄壁件的加工精度并提高了加工质量及效率。

聂建华等人提出了一种自适应控制法，此法是依据神经网络理论，他们模拟了对非线性的切削加工，当切削工况改变时，依然可以控制横切削力，提高了加工效率[3-11]。

在薄壁件加工工艺优化技术方面的研究，日本的田口玄一博士提出了田口法[3]，田口法是三次设计的经典优化设计方法，日本及欧美等国家广泛采用三次设计，开发的产品具有成本低、质量高、稳定性好等特点，且开发周期短，具有较强的市场竞争力。

针对Al2O3+TiCN金属陶瓷刀具加工AISI4140钢的切削工艺，Ersan Aslan等人以刀具后刀面和表面粗糙度为输出参数，利用田口法得到了最优的加工工艺参数组合。

加工工艺优化也会用到表面响应法，如Jenn-Tsong Horng通过此法建立了用Al2O3/TiC刀具加工时的表面粗糙度及后刀面磨损的二次响应面模型，得到了理想的切削加工参数，与优化前相比，刀具后刀面磨损量减小了9.25%，表面粗糙度也降低了8.74%。

iwani通过
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此法建立了涂层金属陶瓷刀具加工MDN250钢的表面粗糙度的响应面模型和切削力模型，并得到了最优化的加工参数[12-22]。

此外，还有人对以上方法进行了综合运用，如Tung-Hsu Huo和Chi-Hung Su等人依据田口法进行实验设计，应用表面响应法的思想和理论建立质量特征模型，并以神经网络方法来控制和反馈切削参数对加工工艺的影响，达到了优化加工工艺的目的，效果显著。

为了求得AISI52100淬硬钢材材料的最优加工工艺参数范围，P.Paiva等人采用主成分分析法将质量特征（包括表面粗糙度等）转变为一个综合值，之后运用表面响应法的理论思想建立了特征模型，取得了良好效果[23-26]。

1.2.2 薄壁件加工国内研究现状
目前，我国关于这方面的研究报道比较少，尤其对复杂薄壁结构件的变形控制技术还处于起步探索阶段，缺少相关的理论计算和实验数据。

但是，虽然起步较晚，但随着我国航空发动机制造业的迅猛发展，针对航空领域的薄壁件加工易变形的问题，我国许多学者专家已经开始进行了实验及研究并取得了一些成果，对这方面的研究较多的是国内相关高校。

北京理工大学的左昕、杨志兵、张发平通过建立加工变形与误差预测模型，对一定加工参数条件下可能产生的误差进行探索，引入信息场对质量要求较高的铝合金薄壁件进行受力变形及误差预测进行分析[27]。

浙江大学的董辉跃、柯映林等人综合考虑了薄壁件粗精加工工序，建立了薄壁件铣削加工全过程三维有限元模型，研究了残余应力施加、切削力建模及动态加载、材料去除等加工过程建模所涉及的关键技术[28]。

苗彦民、苗胜涛和孙坤姿等人对导致薄壁件变形的各种因素进行了研究分析，发现了一种有效的综合处理方法，该方法可减小零件变形量、提高加工精度且稳定性好，分别从加工工艺、金属切削及较值等方面对易产生的问题提出了解决方法[29]。

南京航空航天大学用有限元软件仿真零件表面加工过程，用数学方法建立误差模型并据此修正走到轨迹从而达到提高零件表面加工精度的目的[30]。

南京理工大学的刘远洋和李小宁提出了“局部基本元素解析估算+关键点有限元分析”的技术途径，构建了典型薄壁元素及变形算法库[31]。

1.2.3 薄壁件加工技术存在的问题
综上所述，虽然国内外专家学者在薄壁零件加工变形及切削振动等方面取得了一定的工作成果，但是还存在一些问题使得薄壁件加工仍然是零件加工的一个难题，主要包含以下几个方面：
（1）薄壁件加工变形原因
薄壁件加工变形涉及到加工参数、刀具及工件等材料性能、装夹受力等诸多领域，但目前的研究一般只考虑引起加工变形的单个或少数几个因素，但是引起薄壁件加工9形的因素有很多，不同的因素在不同的条件下对变形量的影响也是变化的[32]。

工艺路线的优化。

（2）工艺路线的优化
在工艺路线的确定及改进方面，主要依靠工艺人员的经验及主观判断，而缺少深入的理性分析，因此无法设计出最优的工艺方案，同时也没有固定的减小误差的工作方法，而是依然主要靠手工抛修来较小或消除误差。

1.3 本文的研究目的和内容
1.3.1 本文的研究目的
本文主要对典型薄壁结构件空气分配匣子本体的加工进行深入探索，分析影响零件加工质量的因素，主要通过研究零件加工过程中的工艺路线、加工参数、变形控制方案等要素来达到提高零件质量的目的，解决零件变严重的问题，为航空发动机薄壁类零件加工提供一个切实可行的分析方法及加工手段。

1.3.2 本文的研究内容
（1）针对旧工艺路线存在的问题，结合现有的加工条件，摸索最适合、优化的新工艺路线，并对工艺路线进行分析验证研究，最大限度地控制零件变形量；
（2）针对零件加工变形问题，应用ANSYS有限元分析软件获得空气分配匣子本体主要加工方法——数控铣削的加工参数范围使其变形量控制在合理的范围内，并结合实际生产试验并确定合理的加工参数防止零件变形，并得出相关结论[33]。

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2 空气分配匣子本体的加工现状
起初，空气分配匣子本体是典型的薄壁件，材料牌号为0Cr18Ni9，共包括130多个尺寸及近20项技术条件，其中包含外形壁厚尺寸1.5mm、外形面轮廓度0.5mm等高精度尺寸，具体如图2.1所示：
（a）主视图及俯视图
（b）G向、H向视图
（c）K向、L向、M向、N向视图、C-C剖视图
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（d）G向、H向视图的左视图
图2.1 空气分配匣子本体零件图
Fig. 2.1 Detail drawing of air distribution box
2.1 空气分配匣子本体铸件加工
2.1.1 空气分配匣子本体铸件毛坯成形
由于其内腔结构复杂，受力变形严重，因此全尺寸由机械加工保证难度非常高。

基于这一点，该零件首批生产时设计人员最初确定零件毛坯为铸件整体成形（如图2.2所
示），部分精配合尺寸由机械加工完成。

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图2.2 空气分配匣子本体铸件毛坯
Fig. 2.2 Casting of air distribution box
最初的铸件毛料由于热成型并且有成形后热处理，零件变形非常严重，面轮廓度超差达3mm 以上，完全没有后续机械加工价值，零件在毛料状态下直接报废。

铸造车间在后续铸件模具设计时考虑到上述情况的发生，为有效减小铸件在热成形及热处理中的变形量，在零件两侧应力较大处各加两条加强筋（如图2.3所示），该措施有效地减小了零件的热变形，毛料周转至机加车间进行后续加工。

图2.3 铸件加强筋
Fig. 2.3 Ribs of casting
2.1.2 空气分配匣子本体铸件机械加工过程
零件选择定位基准应尽量遵循以下原则：选择零件的设计基准作为定位基准[23]；通过分析设计图，尽可能一次装夹定位设计基准尽可能的加工零件所有表面，若无法实现则尽可能少次装夹进行加工。

由于零件所有尺寸皆是从A、B两基准面（见图2.1）发出，因此原则选定A、B表面为加工定位基准，但是由于铸造精度所限，铸造表面无法直接作为零件的精加工的基准面，因此，首先需要加工出机械加工所需要的精基准方可进行后续加工。

因此确定工艺路线如图2.4：
图2.4 铸件工艺路线
Fig. 2.4 Casting process route
由于铸件的内腔及部分难机加外形直接铸造成形，因此整个加工流程比较简洁清晰，但是由于铸件本身的的尺寸精度较低，因此再加工过程中及加工完成后都存在变形严重的现象。

例如，在40工序铣侧面及加强筋时，加强筋铣掉的一瞬间，零件内部应力得到释放，零件会产生一定的变形，再加上本身尺寸精度所限，使其在与全机加合格相配件装配时无法完全贴合，造成整个组件不符合设计要求，具体如图2.5，图中空气分配匣子本体对比标准相配件突出1.5mm左右。

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图2.5 组件图 Fig. 2.5 Component diagram
由图2.5可见，空气分配匣子本体与标准合格相配件底面并未完全贴合，经测量，零件下端照比标准相配件下端突出在0.7mm 以上，零件变形严重，经三坐标测量面轮廓度达到1.8mm ，具体扫描点见表2.1。

表2.1中坐标点拟合成曲线后与零件理论外形对比（如图2.6，红线部分为零件实际外廓），最大处偏移0.9mm ，因此面轮廓度达到1.8mm ，严重超出了设计要求.此外，其余140余个尺寸及技术条件有30余项出现超差情况，且大部分为铸造尺寸。

但是由于生产任务紧急，设计人员同意让步接收，同意该零件在首台份地面试车时使用。

图2.6 铸件表面拟合曲线 Fig. 2.6 Fitting curve of casting surface
表2.1 铸件外形扫描点坐标 (mm)
Tab. 2.1 Coordinates of casting surface scans (mm)
坐标点顺序号X值Y值
1 60 101.97
2 65 95.32
3 70 89.61
4 78.1 81.67
5 90 72.88
6 100 66.24
7 110 59.79
8 120 53.86
9 130 47.21
10 140 41.88
11 152.9 37.92
12 160 34.91
13 170 30.85
14 180 26.71
15 190 22.83
16 200 19.32
17 210 16.83
18 220 9.65
19 230 6.82
20 264.4 4.37
2.2 空气分配匣子本体首件锻件加工
在首台份发动机试车后的零件质量情况总结中，团队意识到该零件的尺寸精度及表面质量要求并不适合铸件毛坯整体成形保证，而是必须由机械加工形成最终表面。

因此，设计人员根据该零件的实际加工情况决定将其毛坯改为自由锻件，所有零件表面为机加表面，全部尺寸及技术条件由机械加工保证。

新的设计方案确定后，由于本单位并无该零件的加工经验，为免在生产任务下达后出现意外情况耽误生产节点，因此公司进行宏观统筹安排，锻造车间提前交付一个符合设计图要求的毛料供本单位作为实验件进行加工。

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根据零件结构特点，空气分配匣子本体锻件在去除材料的方法上，主要有电火花线切割加工及铣加工两种。

线切割加工中，优点为加工型面准确，且由于零件不与切丝接触，不受切削力的影响，无弹性变形，适用于机械无法加工或者难以加工的轨迹型面，特别适用于高硬度材料及型面复杂的零件加工。

但是，电火花线切割加工也有着其致命的缺陷，在加工过程中，加工表面生成的电腐蚀疏松层性能远不如零件基体本身，因此需要手工打磨掉，但是该零件型面精度要求较高，且手工去除时零件有受力变形的隐患，因此在制定工艺路线时排除了线切割加工方法而是采用全表面铣加工的方案。

在定制工艺路线时，团队依据以往薄壁件加工经验定制了先铣加工外形后加工内腔的工艺路线，刀具选用硬质合金铣刀，根据以往0Cr18Ni9材料的切削特点，查询参数表确定进给F 为300mm/min 、转速为8000r/min 进行试切加工。

在加工外形时，由于是在自由锻件中抠除毛料余量且半成品内部为实心状态（如图2.7），铣削应力释放到零件内部（如图2.8）时，零件不会产生弹性变形。

图2.7 外形铣加工示意图
Fig. 2.7 Diagrammatic sketch of shapes milling
图2.8 外形铣加工切削力示意图
Fig. 2.8 Diagrammatic sketch of shapes milling force
面轮廓度实测值为0.32mm，满足设计要求的0.5mm值。

但是由于加工参数并未达到最优的原因，零件表面粗糙度没有达到Ra3.2的设计要求，零件表面有微小伤痕，具体如图2.9所示：
图2.9 锻件外表面质量
Fig. 2.9 Surface quality of the forging
但是相对于铸件表面（如图2.10）来说，零件的表面质量可以说是上了一个台阶，且加工尺寸合格，证明了改用锻件的加工方案是一个正确的研究方向。

在内腔切削过程中，切削力作用于零件外壁时薄壁（1.5mm厚）已经形成，具体如图2.11所示：
图2.10 铸件外表面质量
Fig. 2.10 Surface quality of the casting
图2.11 内腔铣加工切削力示意图
Fig. 2.11 Diagrammatic sketch of inner cavity milling force
零件变形无法避免，经重新测量面轮廓度值达到了1.36mm，严重超出了设计规定，最终造成了试加工零件不合格，零件报废。

因此，该工艺路线及加工参数无法加工出符合设计要求的合格零件。

2.3 本章小结
本章对零件铸件毛坯的特点、加工过程及加工结果进行了阐述，并详细介绍了变形原因及组件装配情况，在铸件加工总结的基础上进行讨论与分析，确定了零件毛料状态的优化，同时根据首件锻件试加工的情况，总结了加工失败的原因为加工参数不合理以
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及切削应力无法得到合理的控制，以上两点问题的提出，为团队指明了了下一步工作的方向。

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3 空气分配匣子本体自由锻件加工分析与改进
零件毛坯改为自由锻件后，设计人员相应地调整了设计图纸，调整后空气分配匣子本体零件材料牌号为0Cr18Ni9，共包含136个尺寸及18个技术条件，其中包含外形壁厚尺寸1.5±0.12、外形面轮廓度0.5等高精度难加工尺寸，具体见图2.1。

鉴于首件锻件零件加工失败的经验，本章着重于分析零件的加工特点及改进方案。

3.1 新空气分配匣子本体的结构和工艺特点
3.1.1 零件的结构特点
空气分配匣子本体结构复杂，属于典型的薄壁件，刚度较差。

对于航空发动机整体而言，为了满足设计强度及推重比要求，其结构复杂，精度高，空腔、细筋薄壁等特征复杂多样，因此机械加工难度很大，涉及到多种加工技术，零件尺寸壁厚较小，属于典型的航空发动机中的薄壁类零件。

空气分配匣子本体的模型如图3.1所示：
图3.1 空气分配匣子本体三维图
Fig. 3.1 Three - dimensional image of air distribution box
3.1.2 零件的工艺特点
空气分配匣子本体的结构特点决定了其加工工艺性，主要体现在以下几个方面：
（1）空气分配匣子本其结构比较复杂，诸多尺寸及形位要素要求精度高并且属于典型的薄壁件。

该零件在加工过程中去除大余量金属时候，极容易发生变形，影响零件的关键尺寸（面轮廓度及壁厚尺寸等），因此在加工过程中对零件的尺寸变形控制是及其必要的；
（2）由于零件内部存在加强筋，因此其相关尺寸只能采取铣加工的方式来保证，切圆角尺寸完全限制了刀具的选择范围，且由于内腔形状的复杂性，需使用变径铣刀进行加工，刀具强度能否满足加工需求也是一个难点；
（3）空气分配匣子本体的截面尺寸较小，从工艺角度分析，这种结构的零件刚性较差，在加工过程中受到刀具大的切削力容易发生颤动，造成零件外廓变形，因此需要合理的选择加工工艺参数及走刀方式，减小零件在加工过程中的振动偏差。

3.1.3 零件的毛坯设计
由于零件壁厚较薄且公差较严，铸件及模锻件无法保证其公差精度且不利于零件装夹，而为了保证零件强度及性能，也没有采用棒材加工，因此选择了自由锻件整体机加成型的方案，即有较强的可加工性也能满足设计对零件的强度要求。

但缺点是需要去除绝大部分材料，经计算材料去除率达到97.95%，加工效率不高，加工过程冗长，在零件尺寸及技术条件繁多（共计150余项）的情况下，加工过程容错率极低，对工艺方法及技术人员都是一个极大的考验。

3.2 空气分配匣子本体的定位基准选择原则
零件选择定位基准时，应当分析设计图纸，尽量将涉及基准作为零件的定位基准，切尽量一次定位加工全部尺寸，若无法做到，则尽量少次装夹完成零件的加工，且后续装夹零件时应尽量选择精基准作为定位基准使用。

相关设计基准及关键尺寸如图3.2所示：
图3.2 零件关键尺寸标注图
Fig. 3.2 Key part dimension diagram
图3.2中尺寸的设计基准是A基准及B基准，因此加工过程中定位基准应尽量选择A、B基准。

但由于A、B基准出零件壁厚较薄，在试验加工时可以摸索A、B基准定位装夹情况对零件变形的影响规律，从而找到最好的装夹方式避免零件变形过于严重。

3.3 空气分配匣子本体的工艺路线分析
空气分配匣子本体在发动机中起着重要的作用，公差尺寸及技术条件要求严格，且属于典型的薄壁件，加工难度较大。

3.3.1 外形内腔加工顺序的确定
空气分配匣子本体为薄壁件，由图3.2可见，外形是由理论竖直方向尺寸与理论角度控制，外给出面轮廓度值为0.5mm。

面轮廓度是描述曲面尺寸准确度的主要指标，它
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是指被测实际轮廓相对于理想轮廓的变动情况，尤其整个型面深度达99.83mm，因此在加工过程中极易发生让刀现象，对于面轮廓度的控制增添了非常大的难度；且面轮廓度是指整个曲面的偏差情况，需要在长达99.8mm的曲面上每一个截面都控制在设计要求的偏差分为内是非常困难的。

周边壁厚仅为1.5mm，极易变形，因此若先加工外形后加工内腔的话，加工内腔时需要装夹零件外表面，在壁厚1.5mm成型的过程中由于内部金属材料铸件减少，在到达某一临界值的话零件会产生严重的变形，面轮廓度0.5mm完全无法保证，且该尺寸十分重要，可以说是确定了空气流动的方向。

根据首件零件试加工时总结出的失败经验，外形铣削加工完成时，由于内部依然充满毛坯，切削力释放在材料内部，零件并未产生弹性变形。

但是在铣加工内腔时，零件外部已全部加工至最终表面，因此加工过程中切削力造成了零件的弹性形变，零件尺寸超差，因此确定了先加工内腔后加工外形的工艺路线。

但是该路线依然存在同样的问题，加工外形时内腔已无毛坯材料的填充，如果按照常规的工艺路线进行，零件依然会产生弹性形变。

因此，该工艺路线在实施时，需要人为地创造出首件试加工时外形铣加工的工况条件，使零件内部充满材料，切削力释放在内部材料中，团队经过讨论，确定了先加工内腔后加工外形的工艺路线，但是在加工完内腔后，需要人为地将零件内腔填满以避免铣外形时零件产生弹性形变。

相比较于首件试加工，该工艺路线最大的优点是在薄壁最终形成的工序中，切削应力会得到有效的释放，由于内腔依然填充满材料，零件没有弹性形变的余地，可以有效地控制零件变形量（如图3.3）。

但缺点是由于增加了可流动性填充材料，需要等待其凝固，加工周期及加工成本会大幅地提高。