CN107914143B - 一种复杂喷嘴壳体外形的铣削方法 - Google Patents

一种复杂喷嘴壳体外形的铣削方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复杂喷嘴壳体外形的铣削方法，所述铣削方法具体步骤为如下：步骤一：车安装边基准；步骤二：钻四孔；步骤三：粗铣外形；步骤四：精铣外形；本发明通过对关键部位设计专用加工刀具，通过对刀球实现坐标转换，使找正方法从一件一找正，变为只需找正一次就可以实现批量加工的找正方法。缩短了装夹找正的时间，提高了产品的加工时间，有效利用了三轴设备完成了复杂型面的铣削加工任务。

Description

一种复杂喷嘴壳体外形的铣削方法
技术领域
本发明涉及一种航空发动机燃油喷嘴壳体外形的铣削方法，特别提供一种复杂喷嘴壳体外形的铣削方法。
背景技术
燃油喷嘴壳体是燃油喷嘴的重要部件，如图1、2所示，本发明涉及的毛坯为锻件，点划线为零件轮廓，实线为毛坯轮廓，其零件外形如图3所示，由于其上端外形复杂，由倾斜的安装边1、安装边1上四个均布的孔2、油路加工端的环形槽3及两个油路入口端两个接头4组成。两个油路入口与油路连接部位外形复杂，空间角度多，零件加工余量不均匀。除油路入口的两个螺纹接头需要车加工完成外，其余部位需要铣加工完成。现有五轴设备加工刚性差，设备也比较紧张，因此用三轴设备加工该产品，在三轴设备上加工，装夹找正及加工效率等都成为加工难点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复杂喷嘴壳体外形的铣削方法，设计基准在安装边底平面，四孔对称中心线上，四孔对称中心线的方向垂直于安装边平面。如图4、5所示由于安装边与水平方向存在角度，在三轴数控加工设备上难以找正零件的坐标原点。同时由于上端面型面尺寸有空间角度，无法用三轴设备一次加工完成，需要进行坐标转换。
本发明的技术方案是：一种复杂喷嘴壳体外形的铣削方法，所述铣削方法具体步骤为如下：
步骤一：车安装边基准
车加工完成零件安装边背面的端面A和外圆B，作为后续铣加工的基准平面Z0，保证零件平稳的安装在夹具上；
步骤二：钻四孔
以车加工安装边基准产生的端面A和外圆B为基准，钻铰安装边上四个均布的孔，作为铣加工外形的角向基准；孔的直径公差控制在H8级，位置度在0.05mm以内；
步骤三：粗铣外形
铣加工零件的型面，去除大部分余量，使零件的两个油路接头外形面及环形槽余量均匀分布，使安装边上四个孔的上端面尺寸符合最终尺寸要求；
将步骤一中加工形成的基准平面Z0水平放置，法向向下；侧壁垂直于安装边上表面平面的部位直接采用直柄圆柱铣刀加工；倾斜侧壁、与底平面夹角小于90度的部位采用T型铣刀加工；
所述T型铣刀包括刀盘和刀柄，T型铣刀刀盘和刀柄的半径之差应大于倾斜侧壁在水平方向的深度差值；
步骤四：精铣外形
将喷嘴壳体安装边以外的部位进行精铣加工，满足零件外形尺寸要求；在夹具上设置对刀球，在夹具上表面加工两个孔，两个孔和零件上安装边上四个孔中两个对角线位置孔的直径和位置度保持一致；在装夹零件之前，将夹具的上表面水平放置，用测量设备找出对刀球的球心和虚拟坐标原点的相对位置关系，然后将零件落在夹具上表面，角向采用对角线的两个孔用定位销定位；将零件和夹具固定在机床工作台上后，通过找正对刀球球心位置确定坐标原点的位置；铣加工走刀轨迹采用由上向下，由外向内分层进行铣削，避免去除量过大造成刀具磨损过快。
本发明具有以下有益的效果：
本发明通过对关键部位设计专用加工刀具，通过对刀球实现坐标转换，使找正方法从一件一找正，变为只需找正一次就可以实现批量加工的找正方法。缩短了装夹找正的时间，提高了产品的加工时间，有效利用了三轴设备完成了复杂型面的铣削加工任务。
附图说明
图1为本发明中所涉及的毛坯局部结构示意图1；
图2为本发明中所涉及的毛坯局部结构示意图2；
图3为本发明中所涉及的零件局部结构示意图；
图4为本发明中所涉及的零件基准示意图；
图5为图4的F向视图；
图6为本发明中所涉及的车安装边基准；
图7为本发明中所涉及的钻四孔示意图1；
图8为本发明中所涉及的钻四孔示意图2；
图9为本发明中所涉及的粗铣外形示意图1；
图10为图9的M-M剖视图；
图11为图9的B-B剖视图；
图12为本发明中所涉及的T型铣刀结构示意图；
图13为本发明中所涉及的精铣外形示意图；
图14为图12的F-F剖视图；
图15为图12的K-K剖视图；
图中：1、安装边；2、孔；3、环形槽；4、接头；5、刀盘；6、刀柄；7、对刀球。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
一种复杂喷嘴壳体外形的铣削方法，所述铣削方法具体步骤为如下：
步骤一：车安装边基准
如图6所示，车加工完成零件安装边背面的端面A和外圆B，作为后续铣加工的基准平面Z0，保证零件平稳的安装在夹具上；
步骤二：钻四孔
如图7、8所示，以车加工安装边基准产生的端面A和外圆B为基准，钻铰安装边上四个均布的孔，作为铣加工外形的角向基准；孔的直径公差控制在H8级，位置度在0.05mm以内；
步骤三：粗铣外形
铣加工零件的型面，去除大部分余量，使零件的两个油路接头外形面及环形槽余量均匀分布，使安装边上四个孔的上端面尺寸符合最终尺寸要求；
将步骤一中加工形成的基准平面Z0水平放置，法向向下；由于采用三轴设备加工，如图10，侧壁垂直于安装边上表面平面的部位直接采用直柄圆柱铣刀加工；如图11，倾斜侧壁、与底平面夹角小于90度的部位采用T型铣刀(如图12)加工，既能够避免刀柄与侧壁发生干涉，又能够在水平方向加工足够的深度；
所述T型铣刀包括刀盘5和刀柄6，T型铣刀刀盘5和刀柄6的半径之差应大于倾斜侧壁在水平方向的深度差值；
步骤四：精铣外形
将喷嘴壳体安装边以外的部位进行精铣加工，满足零件外形尺寸要求；剩余部位与设计基准有一个θ°的夹角，用三轴设备加工需要将基准平面翻转θ°，使剩余加工部位的侧壁平行于刀轴，加工基准平面B此时是一个倾斜的平面；基准A，即零件的ΦW(四孔)的对称中心线(垂直于基准平面B)与基准B的交点是一个空间虚拟交点，需要作为编制数控程序的坐标原点，在三轴设备无法直接找到该坐标原点；为解决该问题，在夹具上设计了如图14所示的对刀球7，在夹具上设置对刀球7，在夹具上表面加工两个孔，两个孔和零件上安装边上四个孔中两个对角线位置孔的直径和位置度保持一致；在装夹零件之前，将夹具的上表面水平放置，用测量设备找出对刀球7的球心和虚拟坐标原点的相对位置关系，然后将零件落在夹具上表面，角向采用对角线的两个孔用定位销定位；将零件和夹具固定在机床工作台上后，通过找正对刀球球心位置确定坐标原点的位置；对刀球7在不影响零件安装的前提下，在夹具上表面的位置是任意的；当利用测量设备测量对刀球球心与坐标原点的位置时安装边平面是水平放置的，对刀球7与坐标原点的位置关系是固定的，通过安装边翻转的角度θ°能够确定坐标原点的位置；铣加工走刀轨迹采用由上向下，由外向内分层进行铣削，避免去除量过大造成刀具磨损过快。
本发明通过对关键部位设计专用加工刀具，通过对刀球实现坐标转换，使找正方法从一件一找正，变为只需找正一次就可以实现批量加工的找正方法。缩短了装夹找正的时间，提高了产品的加工时间，有效利用了三轴设备完成了复杂型面的铣削加工任务。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种复杂喷嘴壳体外形的铣削方法，其特征在于，所述铣削方法具体步骤为如下：
步骤一：车安装边基准
车加工完成零件安装边背面的端面A和外圆B，作为后续铣加工的基准平面Z0，保证零件平稳的安装在夹具上；
步骤二：钻四孔
以车加工安装边基准产生的端面A和外圆B为基准，钻铰安装边上四个均布的孔，作为铣加工外形的角向基准；孔的直径公差控制在H8级，位置度在0.05mm以内；
步骤三：粗铣外形
铣加工零件的型面，去除大部分余量，使零件的两个油路接头外形面及环形槽余量均匀分布，使安装边上四个孔的上端面尺寸符合最终尺寸要求；
将步骤一中加工形成的基准平面Z0水平放置，法向向下；侧壁垂直于安装边上表面平面的部位直接采用直柄圆柱铣刀加工；倾斜侧壁、与底平面夹角小于90度的部位采用T型铣刀加工；
所述T型铣刀包括刀盘和刀柄，T型铣刀刀盘和刀柄的半径之差应大于倾斜侧壁在水平方向的深度差值；
步骤四：精铣外形
将喷嘴壳体安装边以外的部位进行精铣加工，满足零件外形尺寸要求；在夹具上设置对刀球，在夹具上表面加工两个孔，两个孔和零件上安装边上四个孔中两个对角线位置孔的直径和位置度保持一致；在装夹零件之前，将夹具的上表面水平放置，用测量设备找出对刀球的球心和虚拟坐标原点的相对位置关系，然后将零件落在夹具上表面，角向采用对角线的两个孔用定位销定位；将零件和夹具固定在机床工作台上后，通过找正对刀球球心位置确定坐标原点的位置；铣加工走刀轨迹采用由上向下，由外向内分层进行铣削，避免去除量过大造成刀具磨损过快。
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