CN103586514A - 铝镁机匣定位平面的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝镁机匣定位平面的加工方法，通过对机匣进行消除应力处理，使用两套专用夹具，先粗加工机匣定位面，根据粗加工的机匣定位面加工精基准，再根据精基准加工机匣定位面，不断释放机匣应力，并在过程中使用装夹力矩，使实施过程可复制且可控。本发明满足了对机匣定位面平面度的高精度要求，并为保证机匣轴承孔系的位置度、垂直度要求提供了保证。
Description
技术领域
本发明涉及一种加工方法，尤其是铝镁机匣定位平面的加工方法。
背景技术
随着航空发动机性能的不断提高，对机匣的精度要求也更高。为防止机匣定位平面在约束状态下变形，以至于影响机匣轴承孔系的位置度、垂直度，因此对机匣定位平面的平面度要求严格。机匣定位平面的加工要综合考虑机床主轴轴向跳动、刀尖圆角R、刀尖轴向跳动、切削量、加工参数、机匣应力变形、机匣装夹变形的影响，目前国内尚无成熟的铝镁机匣定位平面的加工方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种机匣定位平面的加工方法，减小各影响要素的影响，提高机匣定位平面的平面度,保证机匣轴承孔系的位置度、垂直度要求。
本发明的技术方案是,所述的方法包括以下步骤：
（1）对待加工的机匣进行消除应力处理，设备为空气循环炉，将机匣平放入炉，若为多个机匣，机匣间距不低于30mm，保温温度在145±5℃之间，保温时间在2～2.5小时之间，空冷后取出；
（2）在机匣上加工粗基准面，所述粗基准面平行与机匣定位平面，平面度不超过0.06mm；
（3）设计并制造基准面夹具和定位面夹具，所述的两种夹具均设置有压紧装置，所述的压紧装置可以通过螺栓将机匣固定安装在机床工作台上，其中基准面夹具上设置一个安装机匣基准面的安装面，平面度不超过0.02mm，所述的定位面夹具上设置一个安装机匣定位面的安装面，平面度不超过0.02mm；
（4）选取机床，所述的机床轴向跳动不超过0.006mm；
（5）将基准面夹具装夹到机床工作台上，找正基准面夹具安装面，平面度不超过0.02mm，将机匣定位面向上装夹在基准面夹具上，利用基准面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15～18N.m,在装夹过程中检测机匣定位面的变形量不超过0.02mm；
（6）选取刀具，选取带有1片精加工刀片的有色金属精加工面铣刀，刀具直径φ80mm或φ50mm;
（7）粗加工机匣定位面，加工时切削深度为0.2～0.5mm，转速3000～3200n/min，进给量为600～640mm/min，然后松开基准面夹具压紧装置，用百分表检测已加工的机匣定位面平面度，若平面度不超过0.04mm，则进行下一步，若平面度超过0.04mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
（8）将定位面夹具装夹到机床工作台上，找正定位面夹具安装面，平面度不超过0.02mm，将机匣定位面向下装夹在定位面夹具上，利用定位面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15N.m～18N.m,在装夹过程中检测机匣基准面的变形量不超过0.02mm；
（9）使用步骤（6）选取的刀具；
（10）加工机匣基准面，切削深度0.～0.5mm，转速3000～3200n/min，进给600～640mm/min，松开定位面夹具压紧装置，检测已加工的机匣基准面平面度，若平面度不超过0.04mm，则进行下一步骤，若超过0.04mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
（11）重复步骤（5），需将压紧时采用力矩扳手的力矩为15～18N.m,更改为9N.m～12N.m；
（12）使用步骤（6）选取的刀具；
（13）精加工机匣定位面，切削深度0.1～0.15mm，转速3500～3700n/min，进给300～320mm/min，松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面平面度，若平度不超过0.02mm；则进行下一步骤，若超过0.02mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
（14）最终检验。
所述的步骤（6）中的铣刀可选用德国SANDVIK公司的Coro Mill590合金铣刀R590-080Q27A-11M,该铣刀包括1片精加工刀片R590-1105H-RC2-NW CD10和5片非涂层刀片R590-110504H-NL H10。
所述的机匣在加工前的加工位置留出两倍的切削深度的加工余量。
本发明对机匣进行消除应力处理，使用两套专用夹具，先粗加工机匣定位面，根据粗加工的机匣定位面加工精基准，再根据精基准加工机匣定位面，不断释放机匣应力，并在过程中使用装夹力矩，使实施过程可复制且可控。选用带有1片精加工刀片的有色金属精加工面铣刀，可获得良好的冷却和排屑性能，降低刀片轴向跳动量的影响，并对加工参数进行优化，满足了对机匣定位面平面度的高精度要求，并为保证机匣轴承孔系的位置度、垂直度要求提供了保证。
附图说明
图1为实施例1的机匣剖面图。
具体实施方式
铝镁机匣定位平面的加工方法包括以下步骤：
（1）对待加工的机匣进行消除应力处理，设备为空气循环炉，将机匣平放入炉，若为多个机匣，机匣间距不低于30mm，保温温度在145±5℃之间，保温时间在2～2.5小时之间，空冷后取出；
（2）在机匣上加工粗基准面，所述粗基准面平行与机匣定位平面，平面度不超过0.06mm；
（3）设计并制造基准面夹具和定位面夹具，所述的两种夹具均设置有压紧装置，所述的压紧装置可以通过螺栓将机匣固定安装在机床工作台上，其中基准面夹具上设置一个安装机匣基准面的安装面，平面度不超过0.02mm，所述的定位面夹具上设置一个安装机匣定位面的安装面，平面度不超过0.02mm；
（4）选取机床，所述的机床轴向跳动不超过0.006mm；
（5）将基准面夹具装夹到机床工作台上，找正基准面夹具安装面，平面度不超过0.02mm，将机匣定位面向上装夹在基准面夹具上，利用基准面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15～18N.m,在装夹过程中检测机匣定位面的变形量不超过0.02mm；
（6）选取刀具，选取带有1片精加工刀片的有色金属精加工面铣刀，刀具直径φ80mm或φ50mm;
（7）粗加工机匣定位面，加工时切削深度为0.2～0.5mm，转速3000～3200n/min，进给量为600～640mm/min，然后松开基准面夹具压紧装置，用百分表检测已加工的机匣定位面平面度，若平面度不超过0.04mm，则进行下一步，若平面度超过0.04mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
（8）将定位面夹具装夹到机床工作台上，找正定位面夹具安装面，平面度不超过0.02mm，将机匣定位面向下装夹在定位面夹具上，利用定位面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15N.m～18N.m,在装夹过程中检测机匣基准面的变形量不超过0.02mm；
（9）使用步骤（6）选取的刀具；
（10）加工机匣基准面，切削深度0.～0.5mm，转速3000～3200n/min，进给600～640mm/min，松开定位面夹具压紧装置，检测已加工的机匣基准面平面度，若平面度不超过0.04mm，则进行下一步骤，若超过0.04mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
（11）重复步骤（5），需将压紧时采用力矩扳手的力矩为15～18N.m,更改为9N.m～12N.m；
（12）使用步骤（6）选取的刀具；
（13）精加工机匣定位面，切削深度0.1～0.15mm，转速3500～3700n/min，进给300～320mm/min，松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面平面度，若平度不超过0.02mm；则进行下一步骤，若超过0.02mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
（14）最终检验。
所述的步骤（6）中的铣刀可选用德国SANDVIK公司的Coro Mill590合金铣刀R590-080Q27A-11M,该铣刀包括1片精加工刀片R590-1105H-RC2-NW CD10和5片非涂层刀片R590-110504H-NL H10；
所述的机匣在加工前的加工位置留出两倍的切削深度的加工余量。
实施例1
如图所示，某发动机机匣，高为187mm，长为600mm，宽为500mm。在其上加工机匣定位面1，机匣定位面1的平面度要求不大于0.02mm。
（1）对待加工的机匣进行消除应力处理，设备为空气循环炉，将机匣平放入炉，与其他机匣的间距不低于30mm，保温温度147℃，保温时间在2小时，空冷后取出；
（2）在机匣上加工粗基准面2，所述粗基准面2平行与机匣定位平面1，平面度为0.05mm；
（3）设计并制造基准面夹具和定位面夹具，所述的两种夹具均设置有压紧装置，所述的压紧装置可以通过螺栓将机匣固定安装在机床工作台上，其中基准面夹具上设置一个安装机匣基准面的安装面，平面度为0.016mm，所述的定位面夹具上设置一个安装机匣定位面的安装面，平面度不超过0.012mm；
（4）选取机床，所述的机床轴向跳动为0.005mm；
（5）将基准面夹具装夹到机床工作台上，找正基准面夹具安装面，平面度为0.02mm，将机匣定位面1向上装夹在基准面夹具上，利用基准面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15N.m,在装夹过程中检测机匣定位面的变形量为0.02mm；
（6）选取刀具，选取德国SANDVIK公司的Coro Mill590合金铣刀R590-080Q27A-11M，刀具直径φ80mm；
（7）粗加工机匣定位面1，切削深度0.2mm，转速3000n/min，进给600mm/min，松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面1平面度0.04mm；
（8）将定位面夹具装夹到机床工作台上，找正定位面夹具安装面，平面度为0.02mm，将机匣定位面1向下装夹在定位面夹具上，利用定位面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手，力矩为15N.m,在装夹过程中检测机匣基准面2的变形量为0.02mm；
（9）使用步骤（6）选取的刀具；
（10）加工机匣基准面，切削深度0.2mm，转速3000n/min，进给600mm/min，松开定位面夹具压紧装置，检测已加工的机匣基准面2平面度0.04mm
（11）重复步骤（5），需将压紧时采用力矩扳手的力矩为10N.m；
（12）使用步骤（6）选取的刀具；
（13）精加工机匣定位面，切削深度0.1mm，转速3500n/min，进给300mm/min，松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面1平面度0.014mm；
（14）最终检验：该机匣定位面1的平面度为0.017mm，合格。
Claims (3)
1.一种铝镁机匣定位平面的加工方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
（1）对待加工的机匣进行消除应力处理，设备为空气循环炉，将机匣平放入炉，若为多个机匣，机匣间距不低于30mm，保温温度在145±5℃之间，保温时间在2～2.5小时之间，空冷后取出；
（2）在机匣上加工粗基准面，所述粗基准面平行与机匣定位平面，平面度不超过0.06mm；
（3）设计并制造基准面夹具和定位面夹具，所述的两种夹具均设置有压紧装置，所述的压紧装置可以通过螺栓将机匣固定安装在机床工作台上，其中基准面夹具上设置一个安装机匣基准面的安装面，平面度不超过0.02mm，所述的定位面夹具上设置一个安装机匣定位面的安装面，平面度不超过0.02mm；
（4）选取机床，所述的机床轴向跳动不超过0.006mm；
（5）将基准面夹具装夹到机床工作台上，找正基准面夹具安装面，平面度不超过0.02mm，将机匣定位面向上装夹在基准面夹具上，利用基准面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15～18N.m,在装夹过程中检测机匣定位面的变形量不超过0.02mm；
（6）选取刀具，选取带有1片精加工刀片的有色金属精加工面铣刀，刀具直径φ80mm或φ50mm;
（7）粗加工机匣定位面，加工时切削深度为0.2～0.5mm，转速3000～3200n/min，进给量为600～640mm/min，然后松开基准面夹具压紧装置，用百分表检测已加工的机匣定位面平面度，若平面度不超过0.04mm，则进行下一步，若平面度超过0.04mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
（8）将定位面夹具装夹到机床工作台上，找正定位面夹具安装面，平面度不超过0.02mm，将机匣定位面向下装夹在定位面夹具上，利用定位面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15N.m～18N.m,在装夹过程中检测机匣基准面的变形量不超过0.02mm；
（9）使用步骤（6）选取的刀具；
（10）加工机匣基准面，切削深度0.～0.5mm，转速3000～3200n/min，进给600～640mm/min，松开定位面夹具压紧装置，检测已加工的机匣基准面平面度，若平面度不超过0.04mm，则进行下一步骤，若超过0.04mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
（11）重复步骤（5），需将压紧时采用力矩扳手的力矩为9N.m～12N.m；
（12）使用步骤（6）选取的刀具；
（13）精加工机匣定位面，切削深度0.1～0.15mm，转速3500～3700n/min，进给300～320mm/min，松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面平面度，若平度不超过0.02mm；则进行下一步骤，若超过0.02mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
（14）最终检验。
2.根据权利要求1所述的铝镁机匣定位平面的加工方法，其特征是，所述的步骤（6）中的铣刀为德国SANDVIK公司的Coro Mill590合金铣刀R590-080Q27A-11M,该铣刀包括1片精加工刀片R590-1105H-RC2-NW CD10和5片非涂层刀片R590-110504H-NL H10。
3.根据权利要求1所述的铝镁机匣定位平面的加工方法，其特征是，所述的机匣在加工前的加工位置留出两倍的切削深度的加工余量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |