CN108161339A - 一种铝制压气机叶轮的孔加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械加工领域，具体地说是一种铝制压气机叶轮的孔加工方法，利用膜片卡盘夹持工件，所述膜片卡盘的安装座中部设有用于驱动膜片变形的气道，在所述气道内设有一耐压油管，在所述耐压油管前端设有喷油嘴，且所述喷油嘴固设于所述膜片中部，具体步骤如下：步骤一：设备选择，设备主轴精度控制在1μ之内，平移刀塔重复定位精度控制在0.5μ之内；步骤二：利用钻头粗加工出一个中心孔，留加工余量；步骤三：安装膜片卡盘，并利用膜片卡盘夹持工件；步骤四：利用PCD镗刀精加工中心孔，且加工时设备系统控制所述喷油嘴一直向工件中心孔内喷切削油，控制设备主轴转速4000～6000r/min，控制进刀速度0.02～0.04mm/转。本发明加工后的孔圆度和垂直度可控制在2μ以内。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体地说是一种铝制压气机叶轮的孔加工方法。
背景技术
现有技术中压气机叶轮加工孔的方式通常采用铰刀加工，工件通过液压卡盘夹持且转速通常控制在2000r/min左右，但对于某些直径较小、长度相对较长、加工精度要求较高并且是设置于铝制件上的细长孔来说，采用传统的铰刀加工方式很难满足加工精度要求，比如某些型号的铝制压气机叶轮，其中心孔直径通常为4～5mm，而孔深则为40～60mm，并且加工后孔的圆度和垂直度则要求控制在2μ以内，传统的铰刀加工方式很难完成，废品率较高。另外现有机加技术中还可以采用镗刀加工孔，但镗刀加工孔光洁度取决于工人的技术水平，普遍认为镗刀加工后的孔光洁度远不如铰刀加工，因此对于上述铝制件上的细长孔来说，采用镗刀加工方式被认为是更加不可能实现如此高的加工精度要求。再者通常认为工件转速越高，其加工精度越好，但对于铝制件而言，如果提高工件转速，相对于钢铁等金属来说，刀具高速旋转产生的高温对铝件的热变形影响更大，另外铝件材质相对钢铁等金属来说质地更加柔软，采用液压卡盘方式很容易夹伤工件，如果采用其他夹持方式，则存在夹持力不均匀等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝制压气机叶轮的孔加工方法，利用膜片卡盘夹持工件且转速可达到4000～6000r/min，另外加工过程中，膜片卡盘中部喷油嘴一直向孔内吹切削油防止孔高温变形，有效保证加工精度，加工后的孔圆度和垂直度可控制在2μ以内。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种铝制压气机叶轮的孔加工方法，利用膜片卡盘夹持工件，所述膜片卡盘的安装座中部设有用于驱动膜片变形的气道，在所述气道内设有一耐压油管，在所述耐压油管前端设有喷油嘴，且所述喷油嘴固设于所述膜片中部，具体步骤如下：
步骤一：设备选择，采用数控排刀机床加工，并利用平移刀塔进行刀具的重复定位，且设备主轴精度控制在1μ之内，平移刀塔重复定位精度控制在0.5μ之内；
步骤二：利用钻头粗加工出一个中心孔，留加工余量；
步骤三：安装膜片卡盘，并利用膜片卡盘夹持工件；
步骤四：利用PCD镗刀精加工中心孔，且加工时设备系统控制所述喷油嘴一直向工件中心孔内喷切削油，控制设备主轴转速4000～6000r/min，控制进刀速度0.02～0.04mm/转。
所述气道通过一气阀控制通断气。
步骤三中所述膜片卡盘的驱动膜片变形气压控制在0.4～0.5MPa。
所述耐压油管通过一个设置于设备主轴后端的高压油泵供油，孔内加工废屑通过所述喷油嘴喷射的切削油吹出。
所述耐压油管通过一电磁阀控制通断油。
步骤二中留10道加工余量。
步骤四中控制设备主轴转速5000r/min，进刀速度0.03mm/转。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明有效保证加工精度，加工后的孔圆度和垂直度可控制在2μ以内。
2、本发明主要用于加工铝制压气机叶轮的细长中心孔，废品率低，经生产实际测算，其废品率可控制在0.03％以内。
附图说明
图1为膜片卡盘的工作原理图，
图2为本发明所采用的膜片卡盘中部气道和油管的示意图，
图3为本发明的主轴后吹油示意图。
其中，1为膜片，2为夹爪，3为工件，4为气道，5为耐压油管，6为喷油嘴，7为电磁阀，8为高压油泵，9为进气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
本发明利用膜片卡盘夹持工件旋转，所述膜片卡盘工作原理如图1所示，在膜片1上施加外力Q，使膜片1发生弹性变形，夹爪2张开，放入工件3后去掉外力Q，依靠膜片1的弹性恢复力将工件进行定心夹紧。
本发明利用气动方式驱动膜片卡盘上的膜片1变形，如图2所示，在所述膜片卡盘的安装座中部设有气道4，所述气道4通过气阀控制通断气为膜片1提供变形动力，在所述气道4内设有一耐压油管5，在所述耐压油管5前端设有喷油嘴6，所述喷油嘴6固设于膜片1中部，且所述喷油嘴6前侧表面与膜片1表面平齐，加工时夹爪2卡住压气机叶轮，切削油由所述喷油嘴6喷出进入粗加工形成的中心孔中，防止孔因为高转速所产生的高温引起形变，另外本发明采用主轴后吹油的方式，如图3所示，所述耐压油管5通过一个设置于设备主轴后端的高压油泵8供油并通过一电磁阀7控制通断油，由喷油嘴6吹入中心孔中的切削油不仅可以起到防止孔高温变形的作用，高压供油还可以使所述喷油嘴6喷射的切削油将孔内加工产生的废屑吹出，保持孔内光洁，从而保证加工精度。本发明所采用的膜片卡盘具有夹持力小且夹持稳定等特点，不会夹伤铝件，同时也可以满足加工转速要求。在主轴尾端设有与所述气道4相通的进气孔9，所述进气孔9的外接管路上设有控制通断气的气阀。
本发明具体步骤如下：
步骤一：设备选择。因为本发明要加工的孔细长且要求精度较高，因此对设备精度也有一定要求。本发明采用数控排刀机床加工，且利用平移刀塔进行刀具的重复定位，所述数控加工中心的设备主轴精度控制在1μ之内，平移刀塔重复定位精度控制在0.5μ之内，本实施例中所采用设备的生产厂家为日本村田；
步骤二：利用钻头粗加工出一个中心孔，留10道加工余量；
步骤三：安装膜片卡盘，并利用膜片卡盘夹持工件；所述膜片卡盘的驱动膜片1变形气压控制在0.4～0.5MPa。
步骤四：利用PCD镗刀精加工中心孔，且加工时设备系统控制所述喷油嘴6一直向工件中心孔内喷切削油，控制设备主轴转速4000～6000r/min，控制进刀速度F值0.02～0.04mm/转，本实施例中设备主轴转速为5000r/min，进刀速度F值为0.03mm/转，另外本实施例中所述PCD镗刀的生产厂家为日本京瓷刀具。
本发明加工后孔的圆度和直线度可控制在2μ以内，具体测量方法为本领域公知技术，另外采用本发明加工心孔直径为4～5mm、孔深为40～60mm且加工后孔的圆度和垂直度则要求控制在2μ以内的铝制压气机叶轮，其废品率可控制在0.03％以内。
Claims (7)
1.一种铝制压气机叶轮的孔加工方法，其特征在于：利用膜片卡盘夹持工件，所述膜片卡盘的安装座中部设有用于驱动膜片变形的气道，在所述气道内设有一耐压油管，在所述耐压油管前端设有喷油嘴，且所述喷油嘴固设于所述膜片中部，具体步骤如下：
步骤一：设备选择，采用数控排刀机床加工，并利用平移刀塔进行刀具的重复定位，且设备主轴精度控制在1μ之内，平移刀塔重复定位精度控制在0.5μ之内；
步骤二：利用钻头粗加工出一个中心孔，留加工余量；
步骤三：安装膜片卡盘，并利用膜片卡盘夹持工件；
步骤四：利用PCD镗刀精加工中心孔，且加工时设备系统控制所述喷油嘴一直向工件中心孔内喷切削油，控制设备主轴转速4000～6000r/min，控制进刀速度0.02～0.04mm/转。
2.根据权利要求1所述的铝制压气机叶轮的孔加工方法，其特征在于：所述气道通过一气阀控制通断气。
3.根据权利要求1或2所述的铝制压气机叶轮的孔加工方法，其特征在于：步骤三中所述膜片卡盘的驱动膜片变形气压控制在0.4～0.5MPa。
4.根据权利要求1所述的铝制压气机叶轮的孔加工方法，其特征在于：所述耐压油管通过一个设置于设备主轴后端的高压油泵供油，孔内加工废屑通过所述喷油嘴喷射的切削油吹出。
5.根据权利要求4所述的铝制压气机叶轮的孔加工方法，其特征在于：所述耐压油管通过一电磁阀控制通断油。
6.根据权利要求1所述的铝制压气机叶轮的孔加工方法，其特征在于：步骤二中留10道加工余量。
7.根据权利要求1所述的铝制压气机叶轮的孔加工方法，其特征在于：步骤四中控制设备主轴转速5000r/min，进刀速度0.03mm/转。
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