CN103551956B - 一种航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法，根据零件的尺寸公差和形位公差，以及零件的表面粗糙度要求，轴承环的加工使用德国肖特外圆磨床进行；零件表面事先要求进行研磨，将夹具表面清理干净，放在夹具安装台上，将零件放在夹具上，清理夹具顶尖孔，然后重新放入润滑油，将零件和夹具装在机床上；找正零件，在找正过程中必须使用已经调整好的限力扳手压紧零件；当发现精密放大器指针跳动异常时应该立即停止加工，需要重新找正零件，当零件加工到合格时，指针的跳动应该位于零件的圆度要求之内。本发明的优点：使轴承环的一次合格率从20%提高到90%，提高了整体的生产效率，降低了生产成本。

Description

一种航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工方法，特别涉及了一种航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法。
背景技术
短轴类零件是民用航空发动机上的关键零件，其中轴承环部分为该类零件的重要部分，通常其外径尺寸通常在φ250-φ300mm之间，壁厚在7-11mm之间，因其装配时内外壁分别作为轴承的内衬套和外衬套，所以其圆度要求达到0.005，而最精的尺寸公差达到±0.0075，是短轴类零件最精密的部分，也是加工的瓶颈，在实际生产中合格率很低，通常在最终检验后要对轴承环部分进行返修，返修过程不仅浪费了人力、物力和财力，同时也影响到了零件最终的表面质量，并延长了零件的交付进度，降低了该类零件的生产效率。
发明内容
本发明的目的是为了提高一次加工合格率，特提供了一种航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法。
本发明提供了一种航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法，其特征在于：所述的航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法，根据零件的尺寸公差和形位公差，以及零件的表面粗糙度要求，轴承环的加工使用德国肖特外圆磨床进行；
将零件清洗后放在精密气动转台上，精度等级0.001，与气动转台接触的零件表面事先要求进行研磨，研磨过程中不需要对零件施加任何外力，零件在自由状态下研磨。使用精密放大器，精度等级0.001，打表检查轴承环在自由状态下的跳动，并在零件的高低点处做出标记，标记高低点为磨加工轴承环的关键步骤；
零件的装夹过程：将夹具表面清理干净，放在夹具安装台上；将零件放在夹具上，并围绕夹具中心旋转零件，使零件和夹具完全贴合；装上夹具压盖，并使用调整好的限力扳手夹紧零件；
清理夹具顶尖孔，然后重新放入润滑油，将零件和夹具装在机床上；
找正零件：将零件装夹在机床上之后，使用精密放大器找正零件，按照标记的高低点找正零件，找正过程中观察精密放大器的变化，当放大器的变化大于将零件清洗后放在精密气动转台上时的的变化，说明零件已经发生变形，要重新进行找正，零件最终的找正状态跳动应与零件的自由状态下的跳动相同，在找正过程中必须使用已经调整好的限力扳手压紧零件；
零件在加工过程中精密放大器不用撤下，继续使用精密放大器观察零件在加工中的跳动状态，当发现精密放大器指针跳动异常时应该立即停止加工，说明零件和夹具之间已经发生跑偏，需要重新找正零件，当零件加工到合格时，指针的跳动应该位于零件的圆度要求之内。肖特外面磨床本身带有在线测量功能，实时监测零件的加工尺寸，机床的在线测量功能和精密放大器同时使用，使加工尺寸和形位公差处在闭环控制之内。
加工参数：粗磨时夹具进给量设定为0.02mm/min，二精磨进给量设定为0.005mm/min，砂轮选用白刚玉砂轮，线速度设定为35m/s。
本发明根据零件的结构特点，对零件装夹方式、夹具结构的设计、零件的装夹过程及加工过程中的参数制定都作出了科学合理的说明。在零件研制的初期，轴承环的圆度经常超差，需要返修，而该处的尺寸公差最小的仅±0.0075，最大的也仅为±0.012，如此小的公差给返修也带来了很大的风险，稍有不慎，就会造成尺寸的超差，导致零件报废。导致零件超差的原因就是因为零件部分结构壁厚较薄，在装夹和加工过程中任何外力都有可能发生弹性形变，在加工过程中零件因为夹具的压力发生变形，加工后，零件从夹具上卸下后，零件又处在自由状态下，之前在限制状态下加工的尺寸发生变化，造成超差，所以，加工中控制零件的变形是解决问题的关键。影响零件变形的主要原因有夹具，装夹的压紧力，加工过程的切削力，同时在加工中，加入了在线测量的步骤，实时监测零件的状态，根据实时状态可以及时校正，避免零件变形。
本发明的优点：
本发明所述的航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法，使轴承环的一次合格率从20%提高到90%，提高了整体的生产效率，降低了生产成本。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为短轴类零件结构示意图；
图2为短轴类零件磨加工夹具示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法，其特征在于：所述的航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法，根据零件的尺寸公差和形位公差，以及零件的表面粗糙度要求，轴承环的加工使用德国肖特外圆磨床进行；
将零件清洗后放在精密气动转台上，精度等级0.001，与气动转台接触的零件表面事先要求进行研磨，研磨过程中不需要对零件施加任何外力，零件在自由状态下研磨。使用精密放大器，精度等级0.001，打表检查轴承环在自由状态下的跳动，并在零件的高低点处做出标记，标记高低点为磨加工轴承环的关键步骤；
零件的装夹过程：将夹具表面清理干净，放在夹具安装台上；将零件放在夹具上，并围绕夹具中心旋转零件，使零件和夹具完全贴合；装上夹具压盖，并使用调整好的限力扳手夹紧零件；
清理夹具顶尖孔，然后重新放入润滑油，将零件和夹具装在机床上；
找正零件：将零件装夹在机床上之后，使用精密放大器找正零件，按照标记的高低点找正零件，找正过程中观察精密放大器的变化，当放大器的变化大于将零件清洗后放在精密气动转台上时的的变化，说明零件已经发生变形，要重新进行找正，零件最终的找正状态跳动应与零件的自由状态下的跳动相同，在找正过程中必须使用已经调整好的限力扳手压紧零件；
零件在加工过程中精密放大器不用撤下，继续使用精密放大器观察零件在加工中的跳动状态，当发现精密放大器指针跳动异常时应该立即停止加工，说明零件和夹具之间已经发生跑偏，需要重新找正零件，当零件加工到合格时，指针的跳动应该位于零件的圆度要求之内。肖特外面磨床本身带有在线测量功能，实时监测零件的加工尺寸，机床的在线测量功能和精密放大器同时使用，使加工尺寸和形位公差处在闭环控制之内。
加工参数：粗磨时夹具进给量设定为0.02mm/min，二精磨进给量设定为0.005mm/min，砂轮选用白刚玉砂轮，线速度设定为35m/s。
本发明根据零件的结构特点，对零件装夹方式、夹具结构的设计、零件的装夹过程及加工过程中的参数制定都作出了科学合理的说明。在零件研制的初期，轴承环的圆度经常超差，需要返修，而该处的尺寸公差最小的仅±0.0075，最大的也仅为±0.012，如此小的公差给返修也带来了很大的风险，稍有不慎，就会造成尺寸的超差，导致零件报废。导致零件超差的原因就是因为零件部分结构壁厚较薄，在装夹和加工过程中任何外力都有可能发生弹性形变，在加工过程中零件因为夹具的压力发生变形，加工后，零件从夹具上卸下后，零件又处在自由状态下，之前在限制状态下加工的尺寸发生变化，造成超差，所以，加工中控制零件的变形是解决问题的关键。影响零件变形的主要原因有夹具，装夹的压紧力，加工过程的切削力，同时在加工中，加入了在线测量的步骤，实时监测零件的状态，根据实时状态可以及时校正，避免零件变形。

Claims (2)

1.一种航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法，其特征在于：所述的航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法，根据零件的尺寸公差和形位公差，以及零件的表面粗糙度要求，轴承环的加工使用德国肖特外圆磨床进行；
将零件清洗后放在精密气动转台上，精度等级0.001，与气动转台接触的零件表面事先要求进行研磨，研磨过程中不需要对零件施加任何外力，零件在自由状态下研磨；使用精密放大器，精度等级0.001，打表检查轴承环在自由状态下的跳动，并在零件的测出的高低点处做出标记，标记高低点为磨加工轴承环的关键步骤；
零件的装夹过程：将夹具表面清理干净，放在夹具安装台上；将零件放在夹具上，并围绕夹具中心旋转零件，使零件和夹具完全贴合；装上夹具压盖，并使用调整好的限力扳手夹紧零件；
清理夹具顶尖孔，然后重新放入润滑油，将零件和夹具装在机床上；
找正零件：将零件装夹在机床上之后，使用精密放大器找正零件，按照标记的高低点找正零件，找正过程中观察精密放大器的变化，当放大器的变化大于将零件清洗后放在精密气动转台上时的变化，说明零件已经发生变形，要重新进行找正，零件最终的找正状态跳动应与零件的自由状态下的跳动相同，在找正过程中必须使用已经调整好的限力扳手压紧零件；
零件在加工过程中精密放大器不用撤下，继续使用精密放大器观察零件在加工中的跳动状态，当发现精密放大器指针跳动异常时应该立即停止加工，说明零件和夹具之间已经发生跑偏，需要重新找正零件，当零件加工到合格时，指针的跳动应该位于零件的圆度要求之内；肖特外面磨床本身带有在线测量功能，实时监测零件的加工尺寸，机床的在线测量功能和精密放大器同时使用，使加工尺寸和形位公差处在闭环控制之内。
2.按照权利要求1所述的航空发动机短轴类零件轴承环的加工方法，其特征在于：加工参数：粗磨时夹具进给量设定为0.02mm/min，精磨进给量设定为0.005mm/min，砂轮选用白刚玉砂轮，线速度设定为35m/s。
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