CN107931631B - 喷口套安装边的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷口套安装边的加工方法，包括：在棒料上粗车削成型出喷口套的筒体以及安装边上对应与筒体位于同一侧的第一端面，其中，第一端面为自棒料外周向中心渐厚形成的梯形面；在棒料上粗车削成型出安装边上与筒体位于相对侧的第二端面，其中，第二端面为自棒料外周向中心渐厚形成的梯形面，且第二端面的中央通过连接部与棒料的本体部连接；将连接部自第二端面的中央位置切断，使得第二端面与连接部分离。本发明通过先将喷口套安装边两侧的第一端面和第二端面粗车削加工成梯形面，使得安装边从外周向中心的厚度渐增，可以增加安装边的刚性，切断过程对安装边的精度无影响，能够减小安装边在加工过程中的变形，提高喷口套的合格率。

Description

喷口套安装边的加工方法

技术领域

本发明涉及航空发动机喷口套安装边加工技术领域，特别地，涉及一种喷口套安装边的加工方法。

背景技术

航空发动机喷口套是由棒料1加工制成，车削加工去除余量后，安装边15厚度薄，仅为1mm，宽度大，达17.8mm，且要求其两边的平行度不大于0.05mm。

目前喷口套安装边的加工方法较为落后，现有的加工方法通常是在棒料上将安装边的两个相对端面精车削成型后，再横向将喷口套自棒料切断，切断方向如图1中箭头所示。在喷口套切断的过程中受到横向切削分力，安装边刚性差，易变形，最大变形量达0.2mm，其变形示意图如图1中虚线所示，导致喷口套的最终合格率小于30％。

发明内容

本发明提供了一种喷口套安装边的加工方法，以解决安装边在加工过程中容易变形的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种喷口套安装边的加工方法，包括以下步骤：

步骤S100，在棒料上粗车削成型出喷口套的筒体以及安装边上对应与筒体位于同一侧的第一端面，其中，第一端面为自棒料外周向中心渐厚形成的梯形面；

步骤S200，在棒料上粗车削成型出安装边上与筒体位于相对侧的第二端面，其中，第二端面为自棒料外周向中心渐厚形成的梯形面，且第二端面的中央通过连接部与棒料的本体部连接；

步骤S400，将连接部自第二端面的中央位置切断，使得第二端面与连接部分离。

优选地，在步骤S200之后还包括：步骤S300，将第一端面精车削成型为最终平面。

优选地，在步骤S400之后还包括：步骤S500，将第二端面精车削成型为最终平面。

优选地，步骤S500包括：支靠喷口套的第一端面整面以定位喷口套，再精车削第二端面。

进一步地，步骤S100中，以预设深度在筒体的径向方向对棒料的第一端进行分层车削，且每一层相对于前一层在筒体的轴向方向回退第一预定距离，从而形成呈梯形的第一端面。

步骤S200中，以预设深度在筒体的径向方向对棒料的第二端进行分层车削，且每一层相对于前一层在筒体的轴向方向回退第二预定距离，从而形成呈梯形的第二端面。

进一步地，在沿径向方向进行每一层车削的过程中，在轴向方向进行分段车削。

进一步地，分段车削的过程中，沿轴向每车削第三预定距离后，退刀，直至整层车削完成。

进一步地，每一层相对于前一层在轴向方向回退的第一预定距离为0.1mm。

进一步地，每层车削的预设深度为1mm。

进一步地，步骤S100中，筒体具有第一直径A，棒料具有第二直径B，径向方向车削分层数n满足以下公式：n＝(B-A)/2；筒体的自由端距第一端面的最外侧的垂直深度为L，分层车削时每一层沿轴向方向车削到安装边终点的距离Ln满足以下公式：Ln＝L-0.1×n。

本发明通过先将喷口套安装边两侧的第一端面和第二端面粗车削加工成梯形面，使得安装边从外周向中心的厚度渐增，可以增加安装边的刚性，再将喷口套切断，切断过程对安装边的精度无影响，能够减小安装边在加工过程中的变形，提高喷口套的合格率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有喷口套安装边加工方法切断示意图；

图2是本发明优选实施例的喷口套安装边的加工方法的流程图；

图3是本发明优选实施例的加工方法的加工过程的各工步示意图；

图4是本发明的加工方法形成的喷口套安装边的梯形面结构示意图；

图5是图4中的局部放大图；

图6是本发明优选实施例的加工方法在粗车削第一端面时走刀路径示意图。

附图标号说明：

1、棒料；10、筒体；11、第一端面；12、第二端面；13、连接部；14、本体部；15、安装边。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图2和图3，本发明的优选实施例提供了一种喷口套安装边的加工方法，包括以下步骤：

步骤S100，在棒料1上粗车削成型出喷口套的筒体10以及安装边15上对应与筒体10位于同一侧的第一端面11，其中，第一端面11为自棒料1外周向中心渐厚形成的梯形面。

步骤S200，在棒料1上粗车削成型出安装边15上与筒体10位于相对侧的第二端面12，其中，第二端面12为自棒料1外周向中心渐厚形成的梯形面，且第二端面12的中央通过连接部13与棒料1的本体部14连接。

步骤S400，将连接部13自第二端面12的中央位置切断，使得第二端面12与连接部13分离。

本发明的加工方法在数控机床上进行。本发明通过先将喷口套安装边15两侧的第一端面11和第二端面12粗车削加工成梯形面，使得安装边15从外周向中心的厚度渐增，可以增加安装边15的刚性，再将喷口套切断，切断过程对安装边15的精度无影响，能够减小安装边15在加工过程中的变形，提高喷口套的合格率。

优选地，在步骤S200之后还包括：步骤S300，将第一端面11精车削成型为最终平面。本优选实施例中，在步骤S200增加安装边15刚性的基准上将安装边15右端的第一端面11精车削加工成最终的平面，方便加工。在其它实施例中，步骤S300也可以在步骤S400中切断工序后进行。

优选地，在步骤S400之后还包括：步骤S500，将第二端面12精车削成型为最终平面。本优选实施例中，步骤S500具体包括：支靠喷口套的第一端面11整面以定位喷口套，再精车削第二端面12至最终的平面。

优选地，步骤S100中，以预设深度在筒体10的径向即图4中X方向对棒料1的第一端进行分层车削，且每一层相对于前一层在筒体10的轴向即图4中Z方向回退第一预定距离，从而形成呈梯形的第一端面11，其具体结构如图4和图5中所示。本实施例中，棒料1的第一端即棒料1的其中一个自由端，即图3中棒料1的最右端。

类似地，步骤S200中的具体车削方式与步骤S100基本相同：以预设深度在筒体10的径向X方向对棒料1的第二端进行分层车削，且每一层相对于前一层在筒体10的轴向Z方向回退第二预定距离，从而形成呈梯形的第二端面12。本实施例中，第二端位于棒料1上与安装边15的第一端面11相对的另侧，即图3中安装边15的左侧位置处。

本发明的加工方法中，对第一端面11和第二端面12进行粗车削加工形成梯形面。本优选实施例中，如图4和图5中所示，将安装边15的粗车削加工采用分层车削，每层车削的预设深度为1mm，每一层相对于前一层在轴向Z方向回退的第一预定距离为0.1mm。筒体10具有第一直径A，棒料1具有第二直径B，筒体10的自由端距第一端面11的最外侧的垂直深度为L。安装边15在直径为ΦB端的厚度为σ，则靠近直径为ΦA端的厚度σ1为：

σ1＝σ+2×0.1×n

其中n取(ΦB-ΦA)/2整数。

安装边15从直径ΦB端到ΦA端的厚度逐渐从σ增加到σ1，保证了其刚性逐渐增强，从而能有效的减小精车端面由切削力引起的其变形。

本发明的加工方法，在粗加工车削去余量时，程序中设置在Z方向分段车削和X方向分层车削。在沿径向X方向进行每一层车削的过程中，在轴向Z方向进行分段车削。分段车削的过程中，沿轴向每车削第三预定距离后，退刀，直至整层车削完成。本优选实施例中，在沿X方向进行每一层车削的过程中，在Z方向进行分三段车削。具体地，如图6中，Z方向刀具在每一层车削L1距离后，将刀具退出零件外。当然，在其它实施例中，此分段车削方式中每一段车削距离也可以不相等。通过在程序中设置刀具每层车削距离，控制生成的铁屑长度，保证其无法缠绕刀具，自动掉落，防止刀具再车削时受铁屑挤压而导致的崩刃；刀具退出至零件外，铁屑掉落后，防止铁屑缠绕刀具而引起的崩刃；刀具冷却充分，可延长刀具的使用寿命。

本发明通过在Z方向分段车削和X方向分层车削的方式，改进了优化数控车削的方法，提高刀具的使用寿命，减小换刀时间，提高其加工效率、节约加工成本。

本发明的加工方法中，棒料1的粗、精车削在数控机床上进行，数控机床采用宏程序嵌套方式执行刀具移动距离和切深。

参照图4，喷口套安装边15的第一端面11进行分层车削和Z方向上退刀的车削方式具有规律，本发明将规律化的加工方式参数化，再将参数化的表达式通过宏程序表达为数控机床可识别的数控程序。

径向X方向车削分层数n(取整数)满足以下公式：

n＝(B-A)/2 (1)

分层车削时每一层沿轴向Z方向车削到安装边15终点的距离Ln满足以下公式：

Ln＝L-0.1×n (2)

上述参数化表达式(1)、(2)是具有规律的，即可将其设定为两个循环的宏程序，从表达式可知，在X方向上的每一层上Z方向上回退距离0.1，表达式(2)的循环宏程序应嵌套在表达式(1)的循环宏程序中。

本发明中，喷口套安装边15的第二端面12是通过切断槽刀加工完成，在X方向分层，控制槽刀每层切深，在每一层切削时，控制Z方向上移动距离。

X方向车削分层数n(取整数)：

n＝(B-A)/2 (3)

Z方向车削到安装边15终点的距离Ln：

Ln＝L+σ+0.1×n (4)

上述参数化表达式(3)、(4)是具有规律的，即可将其设定为模块化的宏程序。

本发明运用宏程序对其繁琐数控程序进行简化，并将其程序模块化，提高运行效率，便于调整修改应用到类似零件的数控加工。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种喷口套安装边的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100，在棒料(1)上粗车削成型出喷口套的筒体(10)以及安装边(15)上对应与筒体(10)位于同一侧的第一端面(11)，其中，所述第一端面(11)为自棒料(1)外周向中心渐厚形成的梯形面；

步骤S200，在棒料(1)上粗车削成型出安装边(15)上与筒体(10)位于相对侧的第二端面(12)，其中，第二端面(12)为自棒料(1)外周向中心渐厚形成的梯形面，且所述第二端面(12)的中央通过连接部(13)与棒料(1)的本体部(14)连接；

步骤S400，将所述连接部(13)自所述第二端面(12)的中央位置切断，使得所述第二端面(12)与所述连接部(13)分离。

2.根据权利要求1所述的喷口套安装边的加工方法，其特征在于，在所述步骤S200之后还包括：

步骤S300，将所述第一端面(11)精车削成型为最终平面。

3.根据权利要求1所述的喷口套安装边的加工方法，其特征在于，在所述步骤S400之后还包括：

步骤S500，将所述第二端面(12)精车削成型为最终平面。

4.根据权利要求3所述的喷口套安装边的加工方法，其特征在于，所述步骤S500包括：

支靠喷口套的所述第一端面(11)整面以定位所述喷口套，再精车削所述第二端面(12)。

5.根据权利要求1所述的喷口套安装边的加工方法，其特征在于，

所述步骤S100中，以预设深度在筒体(10)的径向方向对棒料(1)的第一端进行分层车削，且每一层相对于前一层在筒体(10)的轴向方向回退第一预定距离，从而形成呈梯形的所述第一端面(11)；

所述步骤S200中，以预设深度在筒体(10)的径向方向对棒料(1)的第二端进行分层车削，且每一层相对于前一层在筒体(10)的轴向方向回退第二预定距离，从而形成呈梯形的所述第二端面(12)。

6.根据权利要求5所述的喷口套安装边的加工方法，其特征在于，

在沿径向方向进行每一层车削的过程中，在所述轴向方向进行分段车削。

7.根据权利要求6所述的喷口套安装边的加工方法，其特征在于，

所述分段车削的过程中，沿轴向每车削第三预定距离后，退刀，直至整层车削完成。

8.根据权利要求5所述的喷口套安装边的加工方法，其特征在于，

每一层相对于前一层在所述轴向方向回退的第一预定距离为0.1mm。

9.根据权利要求8所述的喷口套安装边的加工方法，其特征在于，

每层车削的预设深度为1mm。

10.根据权利要求9所述的喷口套安装边的加工方法，其特征在于，所述步骤S100中，

所述筒体(10)具有第一直径A，所述棒料(1)具有第二直径B，所述径向方向车削分层数n满足以下公式：n＝(B-A)/2，其中n取整数；

所述筒体(10)的自由端距所述第一端面(11)的最外侧的垂直深度为L，分层车削时每一层沿所述轴向方向车削到安装边(15)终点的距离Ln满足以下公式：Ln＝L-0.1×n。