CN103028894B - 航空发动机加力喷杆的加工方法和定位芯棒 - Google Patents

航空发动机加力喷杆的加工方法和定位芯棒 Download PDF

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Abstract

本发明属于细长管加工技术，涉及对变截面航空发动机加力喷杆加工方法的改进和专用定位芯棒的结构设计。本发明的加工方法，其特征在于，加工的步骤如下：下料；加工内孔；加工外圆。本发明的定位芯棒由一根4段阶梯轴和锁紧螺母[8]组成，4段阶梯轴从左到右依次为夹持段[4]、大直径段芯轴[5]、中间段芯轴[6]和小直径段芯轴[7]。本发明提高了工件的合格率；简化了加工流程；节省了工装，降低了生产成本高。

Description

航空发动机加力喷杆的加工方法和定位芯棒
技术领域
本发明属于细长管加工技术，涉及对变截面航空发动机加力喷杆加工方法的改进和专用定位芯棒结构设计。
背景技术
一种变截面航空发动机加力喷杆的结构参见图1，被加工的加力喷杆是一种细长管形件，材料是GH6 05，钴基高温合金，属于一种难加工材料；此加力喷杆分为三段，内孔直径和外圆直径在三段是均匀变化的，但是加力喷杆的管壁厚度是不变的；中间段的孔深与孔径比大于12，属于深孔加工的一种；目前的加工方法是按照设计图的要求采用冲压扩孔，采用分段冲压。其缺点是：1、加工后工件在截面变化处易出现裂纹，皱折等缺陷，工件合格率低；2、因零件经过塑性变形，所以必须对工件进行无损探伤检测，生产周期长；3、加工时需要冲压设备、专用冲压模具，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是：提出一种变截面航空发动机加力喷杆的加工方法和专用定位芯棒，以提高工件的合格率；简化加工流程；节省工装，降低生产成本高。
本发明的技术方案是：航空发动机加力喷杆的加工方法，其特征在于，加工的步骤如下：
1、下料：选用材料牌号为GH6 05的直管料，管料的内孔直径等于加力喷杆小直径段3的内径，管料的外圆直径等于加力喷杆大直径段1的外径，采用车床将直管料切割为毛料，毛料的长度等于加力喷杆的总长；
2、加工内孔：以毛料的外圆定位，三爪夹紧，采用普通精密车床加工内孔；
2.1、加工中间段2的内孔：采用锪刀加工，锪刀直径等于中间段2的内孔直径，加工孔的深度等于加力喷杆总长减去小直径段3的长度，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将中间段2内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角要与加力喷杆中间段2内孔和小直径段3内孔之间的过渡段的角度相同；
2.2、加工大直径段1的内孔：采用锪刀加工，锪刀直径等于大直径段1的内孔直径，加工孔的深度等于加力喷杆大直径段1的内孔长度，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将大直径段1内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角要与加力喷杆大直径段1的内孔和中间段2内孔之间的过渡段的角度相同；
3、加工外圆：将加工出内孔的毛料穿在定位芯棒上，用螺母固紧，芯棒大直径的一端用三爪夹紧，另一端用机床尾座顶尖顶紧，车削加力喷杆中间段2和小直径段3的外圆，机床主轴转速为500rpm～800rpm，进给量为0.02mm～0.3mm。
如上面加工方法所用的定位芯棒，其特征在于，定位芯棒由一根4段阶梯轴和锁紧螺母8组成，4段阶梯轴从左到右依次为夹持段4、大直径段芯轴5、中间段芯轴6和小直径段芯轴7，夹持段4的直径大于加力喷杆大直径段1的外径，大直径段芯轴5的直径与加力喷杆大直径段1的内孔间隙配合，大直径段芯轴5的长度小于加力喷杆大直径段1内孔的长度，中间段芯轴6的直径小于加力喷杆中间段2内孔直径0.5mm～1mm，中间段芯轴6的长度小于加力喷杆中间段2内孔的长度，小直径段芯轴7的直径与加力喷杆小直径段3的内孔间隙配合，在小直径段芯轴7的右端有外螺纹，小直径段芯轴7的长度满足以下要求，当加工出内孔的毛料穿在定位芯棒上以后，小直径段芯轴7右端的外螺纹伸出毛料的右端口，锁紧螺母8拧在上述外螺纹上，将加工出内孔的毛料压紧；在小直径段芯轴7的右端面上有定位中心孔。
本发明的优点是：提高了工件的合格率；简化了加工流程；节省了工装，降低了生产成本高。采用本发明后，工件的合格率提高了3倍以上，生产成本降低了80％以上。
附图说明
图1是某型航空发动机加力喷杆的结构示意图。
图2是本发明定位芯棒的结构示意图。图中的虚线表示被加工的加力喷杆。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，航空发动机加力喷杆的加工方法，其特征在于，加工的步骤如下：
1、下料：选用材料牌号为GH6 05的直管料，管料的内孔直径等于加力喷杆小直径段3的内径，管料的外圆直径等于加力喷杆大直径段1的外径，采用车床将直管料切割为毛料，毛料的长度等于加力喷杆的总长；
2、加工内孔：以毛料的外圆定位，三爪夹紧，采用普通精密车床加工内孔；
2.1、加工中间段2的内孔：采用锪刀加工，锪刀直径等于中间段2的内孔直径，加工孔的深度等于加力喷杆总长减去小直径段3的长度，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将中间段2内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角要与加力喷杆中间段2内孔和小直径段3内孔之间的过渡段的角度相同；
2.2、加工大直径段1的内孔：采用锪刀加工，锪刀直径等于大直径段1的内孔直径，加工孔的深度等于加力喷杆大直径段1的内孔长度，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将大直径段1内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角要与加力喷杆大直径段1的内孔和中间段2内孔之间的过渡段的角度相同；
3、加工外圆：将加工出内孔的毛料穿在定位芯棒上，用螺母固紧，芯棒大直径的一端用三爪夹紧，另一端用机床尾座顶尖顶紧，车削加力喷杆中间段2和小直径段3的外圆，机床主轴转速为500rpm～800rpm，进给量为0.02mm～0.3mm。
参见图2，如上面加工方法所用的定位芯棒，其特征在于，定位芯棒由一根4段阶梯轴和锁紧螺母8组成，4段阶梯轴从左到右依次为夹持段4、大直径段芯轴5、中间段芯轴6和小直径段芯轴7，夹持段4的直径大于加力喷杆大直径段1的外径，大直径段芯轴5的直径与加力喷杆大直径段1的内孔间隙配合，大直径段芯轴5的长度小于加力喷杆大直径段1内孔的长度，中间段芯轴6的直径小于加力喷杆中间段2内孔直径0.5mm～1mm，中间段芯轴6的长度小于加力喷杆中间段2内孔的长度，小直径段芯轴7的直径与加力喷杆小直径段3的内孔间隙配合，在小直径段芯轴7的右端有外螺纹，小直径段芯轴7的长度满足以下要求，当加工出内孔的毛料穿在定位芯棒上以后，小直径段芯轴7右端的外螺纹伸出毛料的右端口，锁紧螺母8拧在上述外螺纹上，将加工出内孔的毛料压紧；在小直径段芯轴7的右端面上有定位中心孔。
实施例1某机加力燃烧室II路内长喷杆。
1、下料：选用材料牌号为GH6 05的直管料，管料的内孔直径为φ4等于加力喷杆小直径段3的内径，管料的外圆直径φ10等于加力喷杆大直径段1的外径φ10，采用车床将直管料切割为毛料，毛料的长度为218±0.1等于加力喷杆的总长218±0.1；
2、加工内孔：以毛料的外圆(φ10)定位，三爪夹紧，采用普通精密车床加工内孔；
2.1、加工中间段2的内孔采用锪刀加工，锪刀直径等于中间段2的内孔直径加工孔的深度等于加力喷杆总长218±0.1减去小直径段3的长度54，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将中间段2内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角15°要与加力喷杆中间段2内孔和小直径段3内孔之间的过渡段的角度相同；
2.2、加工大直径段1的内孔采用锪刀加工，锪刀直径等于大直径段1的内孔直径加工孔的深度等于加力喷杆大直径段1的内孔长度，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将大直径段1内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角15°要与加力喷杆大直径段1的内孔和中间段2内孔之间的过渡段的角度相同；
3、加工外圆：将加工出内孔(和)的毛料穿在定位芯棒(图2)上，用螺母固紧，芯棒大直径(φ20)的一端用三爪夹紧，另一端用机床尾座顶尖顶紧，车削加力喷杆中间段2和小直径段3的外圆(和)，机床主轴转速为500rpm～800rpm，进给量为0.02mm～0.3mm。
如上面加工方法所用的定位芯棒，其特征在于，定位芯棒由一根4段阶梯轴和锁紧螺母8组成，4段阶梯轴从左到右依次为夹持段4、大直径(φ8)段芯轴5、中间(φ6)段芯轴6和小直径(φ4)段芯轴7，夹持段4的直径(φ20)大于加力喷杆大直径(φ8)段1的外径，大直径段芯轴5的直径( )与加力喷杆大直径段1的内孔间隙配合，大直径段芯轴5的长度53小于加力喷杆大直径段1内孔的长度54，中间段芯轴6的直径小于加力喷杆中间段2内孔直径0.05mm～0.22mm，中间段芯轴6的长度小于加力喷杆中间段2内孔的长度，小直径段芯轴7的直径与加力喷杆小直径段3的内孔间隙配合，在小直径段芯轴7的右端有外螺纹，小直径段芯轴7的长度满足以下要求，当加工出内孔的毛料穿在定位芯棒上以后，小直径段芯轴7右端的外螺纹(M4)伸出毛料的右端口，锁紧螺母8拧在上述外螺纹(M4)上，将加工出内孔的毛料压紧；在小直径段芯轴7的右端面上有定位中心孔。
实施例2某机加力燃烧室III路内长喷杆(XX.53.089)
1、下料：选用材料牌号为GH6 05的直管料，管料的内孔直径为φ6等于加力喷杆小直径段3的内径，管料的外圆直径φ12等于加力喷杆大直径段1的外径，采用车床将直管料切割为毛料，毛料的长度为217.1±0.1等于加力喷杆的总长217.1±0.1；
2、加工内孔：以毛料的外圆(φ12)定位，三爪夹紧，采用普通精密车床加工内孔；
2.1、加工中间段2的内孔采用锪刀加工，锪刀直径等于中间段2的内孔直径，加工孔的深度176等于加力喷杆总长217.1±0.1减去小直径段3的长度41.1，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将中间段2内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角15°要与加力喷杆中间段2内孔和小直径段3内孔之间的过渡段的角度相同；
2.2、加工大直径段1的内孔采用锪刀加工，锪刀直径等于大直径段1的内孔直径，加工孔的深度等于加力喷杆大直径段1的内孔长度，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将大直径段1内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角15°要与加力喷杆大直径段1的内孔和中间段2内孔之间的过渡段的角度相同；
3、加工外圆：将加工出内孔(和)的毛料穿在定位芯棒(图2)上，用螺母固紧，芯棒大直径(φ20)的一端用三爪夹紧，另一端用机床尾座顶尖顶紧，车削加力喷杆中间段2和小直径段3的外圆(和)，机床主轴转速为500rpm～800rpm，进给量为0.02mm～0.3mm。
如上面加工方法所用的定位芯棒，其特征在于，定位芯棒由一根4段阶梯轴和锁紧螺母8组成，4段阶梯轴从左到右依次为夹持段4、大直径(φ10)段芯轴5、中间(φ8)段芯轴6和小直径(φ6)段芯轴7，夹持段4的直径(φ20)大于加力喷杆大直径(φ8)段1的外径，大直径段芯轴5的直径 与加力喷杆大直径段1的内孔间隙配合，大直径段芯轴5的长度60小于加力喷杆大直径段1内孔的长度66，中间段芯轴6的直径 小于加力喷杆中间段2内孔直径0.05mm～0.22mm，中间段芯轴6的长度小于加力喷杆中间段2内孔的长度，小直径段芯轴7的直径与加力喷杆小直径段3的内孔间隙配合，在小直径段芯轴7的右端有外螺纹，小直径段芯轴7的长度满足以下要求，当加工出内孔的毛料穿在定位芯棒上以后，小直径段芯轴7右端的外螺纹(M6)伸出毛料的右端口，锁紧螺母8拧在上述外螺纹(M6)上，将加工出内孔的毛料压紧；在小直径段芯轴7的右端面上有定位中心孔。

Claims (2)

1.航空发动机加力喷杆的加工方法，其特征在于，加工的步骤如下：
1.1、下料：选用材料牌号为GH605的直管料，管料的内孔直径等于加力喷杆小直径段[3]的内径，管料的外圆直径等于加力喷杆大直径段[1]的外径，采用车床将直管料切割为毛料，毛料的长度等于加力喷杆的总长；
1.2、加工内孔：以毛料的外圆定位，三爪夹紧，采用普通精密车床加工内孔；
1.2.1、加工中间段[2]的内孔：采用锪刀加工，锪刀直径等于中间段[2]的内孔直径，加工孔的深度等于加力喷杆总长减去小直径段[3]的长度，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将中间段[2]内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角要与加力喷杆中间段[2]内孔和小直径段[3]内孔之间的过渡段的角度相同；
1.2.2、加工大直径段[1]的内孔：采用锪刀加工，锪刀直径等于大直径段[1]的内孔直径，加工孔的深度等于加力喷杆大直径段[1]的内孔长度，机床主轴转速为150rpm～200rpm，进给量为0.05mm～0.1mm，一刀将大直径段[1]内孔直径加工到尺寸，锪刀端部的倒角要与加力喷杆大直径段[1]的内孔和中间段[2]内孔之间的过渡段的角度相同；
1.3、加工外圆：将加工出内孔的毛料穿在定位芯棒上，用螺母固紧，芯棒大直径的一端用三爪夹紧，另一端用机床尾座顶尖顶紧，车削加力喷杆中间段[2]和小直径段[3]的外圆，机床主轴转速为500rpm～800rpm，进给量为0.02mm～0.3mm。
2.如权利要求1加工方法所用的定位芯棒，其特征在于，定位芯棒由一根4段阶梯轴和锁紧螺母[8]组成，4段阶梯轴从左到右依次为夹持段[4]、大直径段芯轴[5]、中间段芯轴[6]和小直径段芯轴[7]，夹持段[4]的直径大于加力喷杆大直径段[1]的外径，大直径段芯轴[5]的直径与加力喷杆大直径段[1]的内孔间隙配合，大直径段芯轴[5]的长度小于加力喷杆大直径段[1]内孔的长度，中间段芯轴[6]的直径小于加力喷杆中间段[2]内孔直径0.5mm～1mm，中间段芯轴[6]的长度小于加力喷杆中间段[2]内孔的长度，小直径段芯轴[7]的直径与加力喷杆小直径段[3]的内孔间隙配合，在小直径段芯轴[7]的右端有外螺纹，小直径段芯轴[7]的长度满足以下要求，当加工出内孔的毛料穿在定位芯棒上以后，小直径段芯轴[7]右端的外螺纹伸出毛料的右端口，锁紧螺母[8]拧在上述外螺纹上，将加工出内孔的毛料压紧；在小直径段芯轴[7]的右端面上有定位中心孔。
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