CN104117687A - 一种非平行多轴线回转体零件加工方法 - Google Patents

一种非平行多轴线回转体零件加工方法 Download PDF

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B1/00Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods

Abstract

本发明属于机械加工技术领域,涉及一种非平行多轴线回转体零件加工方法。本发明包括以下步骤:步骤一,利用五坐标机床在零件棒料毛坯上加工带有定位面的工艺台阶,工艺台阶的轴线与毛坯轴线成一夹角;步骤二,在车床上夹紧工艺台阶,加工零件内孔,零件内孔与工艺台阶共轴线;步骤三,利用工艺台阶进行定位,将步骤二加工完成的半成品毛坯安放到专用车床夹具的定位滑块上;利用定位滑块的移动,将待加工的多个回转体轴线分别移至机床的主轴轴线上,分别加工相应轴线的回转体。本发明用车削加工代替铣削加工,大大提高了加工效率和交检合格率。

Description

一种非平行多轴线回转体零件加工方法
技术领域
[0001] 本发明属于机械加工技术领域,涉及一种非平行多轴线回转体零件加工方法。
背景技术
[0002] 某型机飞机螺旋桨桨根处的衬套零件,该零件的典型特点是具有四个轴线的回转 体,内孔有一个轴线,外形的回转体有三个轴线。这四个轴线在一个平面内,其中外形的三 个轴线是平行的,与内孔的轴线呈6°的夹角。同时零件的纤维方向(即棒料毛坯轴线方向) 与外形的轴线是平行的。如果该零件的轴线角度和纤维方向没有保证,将直接影响着旋翼 工作角度,进而会改变飞机飞行时旋翼各种飞行参数及动态平衡,并影响飞行安全。
[0003] 在预研机加工该零件外形时,采用的是和欧直公司相似的加工工艺,首先加工好 内孔后,然后在五坐标数控加工中心上以内孔为基准,用铣刀铣加工零件外形。这种加工 方法的缺点是:加工时间比较长,零件的附加成本比较高,平均每件零件在五坐标上加工时 间为6. 5小时;由于铣刀加工零件时,为断屑切削,因此零件的表面质量非常不好,要求的 Ra3. 2,只能达到Ral2. 5,为了保证表面的粗糙度,需要钳工手工抛光到Ra3. 2 ;同时超差几 率比较高(50%),直接影响着零件的装配和飞行安全。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种可以使用车床加工的非平行多轴线回转 体零件加工方法。
[0005] 本发明的技术方案是:一种非平行多轴线回转体零件加工方法,所述非平行多轴 线回转体零件为有多个轴线的回转体,所述零件带有一内孔,内孔的轴线与其它轴线在一 个平面内且不相互平行,其特征为所述加工方法包括以下步骤:
[0006] 步骤一,利用五坐标机床在零件棒料毛坯上加工带有定位面的工艺台阶,工艺台 阶的轴线与毛坯轴线成一夹角;
[0007] 步骤二,在车床上夹紧工艺台阶,加工零件内孔,零件内孔与工艺台阶共轴线;
[0008] 步骤三,利用工艺台阶进行定位,将步骤二加工完成的半成品毛坯安放到专用车 床夹具的定位滑块上;利用定位滑块的移动,将待加工的多个回转体轴线分别移至机床的 主轴轴线上,分别加工相应轴线的回转体。
[0009] 本发明的有益效果是:本发明一种非平行多轴线回转体零件加工方法,由于采用 了新的加工工艺,用车削加工代替铣削加工,零件在机台上的加工时间由原先的8. 5小时 缩短为1小时,效率提高了 8倍之多,同时零件的装夹和定位找正比较方便;同时,由于采用 了车削的连续切削代替铣削断屑切削,零件表面粗糙度可以达到RaO. 8,使零件的一次交检 合格率达到了 100%。
附图说明
[0010] 图1为本发明非平行多轴线回转体零件加工方法一种具体实施方式中所加工零 件沿纤维方向的剖面图;
[0011] 图2为本发明非平行多轴线回转体零件加工方法一种具体实施方式中车床夹具 的正视图;
[0012] 图3为图2所示本发明非平行多轴线回转体零件加工方法一种具体实施方式中车 床夹具沿A-A的剖视图;
[0013] 其中,1-外形一、2-外形二、3-外形三、4-内孔、5-叉口、6-外形一轴线、7-外形 二轴线、8-外形三轴线、9-内孔轴线、10-夹具体、11-定位滑块、12-定位滑块连接螺栓、 13-机床连接螺栓、14-定位销子孔、15-定向块、16-对刀块。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
[0015] 参见图1,其为本发明所加工的一具体零件。该零件具有三个回转体外形,分别为 外形一 1、外形二2、外形三3,对应的轴线分别为外形一轴线6、外形二轴线7、外形三轴线 8,这三个轴线相互平行,距离为3. 2mm;同时具有一个内孔4,该内孔4对应的轴线与三个回 转体外形的轴线在同一个平面内,并成6°角;在零件的端面有一个宽度为5_、深度为2_ 的叉口 5,该叉口 5与端面垂直,叉口 5的中心面与四个回转体的轴线在一个平面内。
[0016] 该零件的所有型面均为回转体,只不过不是一个轴线而已,既然是回转体,按照机 械加工的原理,就可以通过车床加工出来。
[0017] 由于车削加工每次装夹只能实现一个轴线回转体的加工,因此该零件需要通过四 次装夹才能实现零件的加工。
[0018] 对上述零件加工的具体实施方式步骤如下:
[0019] 首先,制作一个专用车床夹具。参见图2、图3,具体结构及功能如下:
[0020] 1)该专用机床夹具的夹具体10利用六个机床连接螺栓13与机床的法兰盘连接;
[0021] 2)该专用机床夹具的定位滑块11利用四个定位滑块连接螺栓12与夹具体10进 行连接,此定位滑块11在夹具体10上可以进行上下滑动;
[0022] 3)夹具体10上与定位滑块11上分别有三组定位销子孔14,用来分别加工零件的 三个回转体外形,回转体外形轴线之间的位置关系由这三组销子孔来确定
[0023] 4)当定位滑块11上位置I的定位销子孔与夹具体上的定位销子孔重合后,将两个 定位销插入到这两个销子孔后,缩紧定位滑块上的四个定位滑块连接螺栓12,就可以加工 零件的外形一 1 ;同理,移动定位滑块11,当定位滑块11上位置II的定位销子孔与夹具体上 的定位销子孔重合,就可以加工零件的外形二2 ;移动定位滑块11,当定位滑块11上位置III 的定位销子孔与夹具体上的定位销子孔重合后,就可以加工零件的外形三3 ;
[0024] 5)零件的回转体外形轴线与内孔轴线9的角度,由夹具的定位滑块11上与工件相 接触定位的平面在夹具体上的角度来保证;
[0025] 6)车床夹具在使用过程中,其上面的定向块15紧紧顶向工艺台阶的定位面,保证 零件在加工过程中不会在夹具上发生相对的回转,同时也保证零件的多次装夹后的所形成 的轴线都在同一个平面内;
[0026] 7)由于零件安装到夹具上,零件本身没有基准用于对刀使用,因此在夹具体上设 计了一个对刀块16,数控程序的原点就是对刀块16的端面。
[0027] 其次,用五坐标机床在零件棒料毛坯上加工带有定位面的工艺台阶,工艺台阶的 轴线与毛坯轴线成一夹角;工艺台阶的定位面可以保证以后所有的加工部位与之建立起方 向性关系。
[0028] 然后,在数控车床上,利用零件的工艺台阶在专用车床夹具上加工该零件的三个 回转体外形:
[0029] 1)移动定位滑块11至夹具上的位置I时并锁紧固定,加工回转体外形一 1 ;
[0030] 2)移动定位滑块11至夹具上的位置II时并锁紧固定,加工回转体外形二2 ;
[0031] 3)移动定位滑块11至夹具上的位置III时并锁紧固定,加工回转体外形三3。
[0032] 然后,利用工艺台阶的定位面作为定向,加工零件上的叉口 5 ;
[0033] 最后,切除工艺台阶,保证零件全长。

Claims (1)

1. 一种非平行多轴线回转体零件加工方法,所述非平行多轴线回转体零件为有多个轴 线的回转体,所述零件带有一内孔,内孔的轴线与其它轴线在一个平面内且不相互平行,其 特征为所述加工方法包括以下步骤: 步骤一,利用五坐标机床在零件棒料毛坯上加工带有定位面的工艺台阶,工艺台阶的 轴线与毛坯轴线成一夹角; 步骤二,在车床上夹紧工艺台阶,加工零件内孔,零件内孔与工艺台阶共轴线; 步骤三,利用工艺台阶进行定位,将步骤二加工完成的半成品毛坯安放到专用车床夹 具的定位滑块上;利用定位滑块的移动,将待加工的多个回转体轴线分别移至机床的主轴 轴线上,分别加工相应轴线的回转体。
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