CN108788624A - 一种精密喷口加工方法 - Google Patents

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雷强
刘春�
游晓君
邱树彬
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    • B23P15/008—Rocket engine parts, e.g. nozzles, combustion chambers

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Abstract

一种精密喷口加工方法，首先，车内腔，全部符合图纸要求，其次，车外型之大圆柱、小圆柱外、外环槽符合图纸要求，第三，加工大圆柱上均布孔，第四，车外锥面，外锥面预留精加工余量第五，切断，小端面留精加工余量第五切断，内腔与外形表面的位置精度运用一次装夹加工保证，精度可达0.01mm，符合图纸要求0.015mm；精车外锥面，以小圆柱定位，大圆柱之右端面支撑，压紧左端面，压紧大圆柱的左端面，配备专用夹具,通过夹具，将零件较短的定位表面转换成较长的夹具定位表面，首先车小端面保证长度尺寸L，其次精车外锥面，保证外锥面的角度和外锥面对内腔的跳动0.025mm；吃刀量去毛刺，去毛刺完成零件加工。

Description

一种精密喷口加工方法
技术领域
本发明属于机械制造技术，特别是涉及一种精密喷口加工方法。
背景技术
如图1所示是某型航空发动机主燃烧室关键零件——喷口。零件形似“陀螺”，尺寸大小仅为从左至右，外型包含大圆柱、外环槽、小圆柱、外锥面等，内腔包含大孔、内锥面，中心孔；不仅结构微细，而且尺寸精度高、位置精度高；小圆柱尺寸精度约为6级，尺寸公差仅为0.01mm，内外型面间的相互位置精度为0.015mm∽0.025mm，因此行业内称之为微细精密喷口。
传统的工艺设计两道工序完成零件的加工，如图2、图3所示，第一道工序夹持棒料外圆，加工零件全部外型，符合图纸；第二道工序定位小圆柱，径向夹紧小圆柱，支撑大圆柱左端面，车加工内腔全部型面。实际加工，零件内腔型面与外型面的位置误差大，外型小圆柱存在变形和夹伤现象，这就是传统工艺设计存在的不足，根据内腔加工要求，零件除原回转轴线的转动自由端无需约束外，其它5个自由度必须限制，然而以小圆柱面定位，因小圆柱面短，沿垂直和水平两个方向转动自由度没有得到限制，导致定位误差过大，造成内外表面的位置误差大，而且夹持面较小，零件薄壁，夹紧力过于集中，零件容易夹变形，表面被夹伤，导致上道工序加工获得的精度丧失。
随着数控加工技术的深入应用，精密喷口工艺进行改进，零件采用一道工序，内腔外形所有表面全部加工成型，如图4所示，理论上可以保证内外表面位置精度，实际上加工至最后工步，车削外锥时，随着余量的去除，喷口外锥面小端与夹持部分的连接尺寸逐步变小，最终尺寸仅为连接强度逐步减弱，刚性变差，加工让刀，让刀后锥面角度变小，关键是外锥面还未加工到图纸尺寸时，喷口外锥面小端与夹持部分连接的强度不足以克服切削力而提前断裂,断裂后的小端面不平整，还必须设计合适一道工序进行平整，因此改进后的工艺也没有很好解决精密喷口加工难题。
发明内容：喷口采用两道工序完成，除外锥面外，内腔及外表面一道工序完成，位置精度高的内外表面应用一次装夹加工保证；位置精度稍差的外锥面预留精加工余量，单独设计精加工工序。加工外锥面工序，采用上道工序一次装夹加工获得的高位置精度的功能表面，即小圆柱与大圆柱右端面，提高定位精度，同时夹紧采用轴向压紧，规避零件刚性差的方向，配备专用夹具，通过夹具的转换，将过零件较短的圆柱面转换为夹具较长的圆柱面，保证加工精度，避免零件定位表面装夹伤、夹变形。
本发明的目的是：提出一种合理精密喷口加工方法，解决定位装夹精度，不仅保证内腔和外型的位置精度，而且避免零件表面夹伤，夹变形问题题。
本发明的技术方案是：如图1所示的微型航空发动机喷口零件，喷口外型包含，大圆柱C1、外环槽C4、小圆柱C2、外锥面C3,内腔包含孔C5,内锥面 C6、中心孔，大圆柱C1端面均布轴向均布孔C9,小圆柱C2的尺寸精度高，公差为0.01mm，外型与内腔的位置精度高，除外锥面要求为0.025mm外，其它为0.015mm，为达到上述目的，本发明创造的目的是通过下述的工艺设计方案实现的：
(1)数控加工内腔及外形，如图4所示。夹持棒料外圆，夹持棒料外圆，首先，车内腔，全部符合图纸要求，其次，车外型之大圆柱C1、小圆柱外 C2、外环槽C4符合图纸要求，第三，加工大圆柱上均布孔C9，第四，车外锥面，外锥面预留精加工余量0.6mm∽0.8mm，第五，切断，小端面留精加工余量0.3mm∽0.4mm；第五切断，内腔与外形表面的位置精度运用一次装夹加工保证，精度可达0.01mm，符合图纸要求0.015mm。
(2)精车外锥面，如图5所示。以小圆柱C2定位，大圆柱C1之右端面C7支撑，压紧左端面C8，压紧大圆柱的左端面C7，配备专用夹具,通过夹具，将零件较短的定位表面转换成较长的夹具定位表面，首先车小端面保证长度尺寸L，其次精车外锥面，保证外锥面的角度和外锥面对内腔的跳动 0.025mm；吃刀量0.1mm∽0.15mm。
(3)去毛刺。去毛刺完成零件加工。
本发明的原理是：本发明设计两道工序完成精密喷口，外锥预留精车余量，将零件较短的外圆柱定位转换为夹具较长的定位表面，同时改进夹紧方向，变径向压紧为轴向压紧，规避零件刚性差问题，即保证零件定位装夹精度，确保零件加工精度，同时克服定位表面夹伤、夹变形。
本发明的优点是：工艺设计合理，装夹采用刚性较好的轴向压紧，并通过夹具转换，变较短的圆柱装夹面为长装夹面，即保证零件加工精度，同时克服定位表面夹伤、夹变形。
附图说明：
图1精密喷口结构示意图
图2传统工艺车外型工序草图
图3传统工艺加工内腔工序草图
图4车内腔及外型工序草图
图5精车外锥面工序草图
其中C是精密喷口；C1是精密喷口C之大圆柱；C2是精密喷口C之小圆柱，C3是精密喷口C之外锥面，C4是精密喷口C之外环槽，C5是精密喷口C之内孔，C6是精密喷口C之内锥面，C7是大圆柱C1之右端面，C8是大圆柱C1之左端面，C8是大圆柱C1上的轴向均布孔。
具体实施例：
下面结合附图对本发明所述的精密喷口加工方法及夹具进行详细说明。
喷口外型包含，大圆柱C1、外环槽C4、小圆柱C2、外锥面C3,内腔包含孔C5,内锥面C6、中心孔，大圆柱C1端面均布轴向均布孔C9,外型尺寸 外圆柱C2为外圆锥C3为87°±10′，大圆柱C1、外环槽C4、小圆柱C2对孔C5的轴线跳动要求不大于0.015mm，外锥面C3对孔C5的轴线跳动要求不大于0.025mm，大圆柱C1对孔C5的轴线的垂直度要求不大于0.015mm。
1.数控加工内腔及外形，如图4所示。夹持棒料外圆，夹持棒料外圆，首先，车内腔，全部符合图纸要求，其次，车外型之大圆柱C1、小圆柱外C2、外环槽C4符合图纸要求，第三，加工大圆柱上均布孔C9，第四，车外锥面，外锥面预留精加工余量0.6mm，第五，切断，小端面留精加工余量0.3mm；第五切断，大圆柱C1、外环槽C4、小圆柱C2对孔C5的轴线跳动要求不大于 0.015mm内控至0.01mm，运用一次装夹加工保证；
2.精车外锥面，如图5所示。以小圆柱C2定位，大圆柱C1之右端面C7 支撑，压紧左端面C8，压紧大圆柱的左端面C7，配备专用夹具,通过夹具，将零件较短的定位表面转换成较长的夹具定位表面，首先车小端面保证长度尺寸 L，其次精车外锥面，保证外锥面的角度和外锥面对内腔的跳动0.025mm；吃刀量0.1mm；
3.去毛刺。去毛刺完成零件加工。

Claims (1)

1.一种精密喷口加工方法，其特征在于：包括以下步骤；
(1)数控加工内腔及外形，夹持棒料外圆，夹持棒料外圆，首先，车内腔，全部符合图纸要求，其次，车外型之大圆柱(C1)、小圆柱外(C2)、外环槽(C4)符合图纸要求，第三，加工大圆柱上均布孔(C9)，第四，车外锥面，外锥面预留精加工余量0.6mm∽0.8mm，第五，切断，小端面留精加工余量0.3mm∽0.4mm；第五切断，内腔与外形表面的位置精度运用一次装夹加工保证，精度可达0.01mm，符合图纸要求0.015mm；
(2)精车外锥面，以小圆柱(C2)定位，大圆柱(C1)之右端面(C7)支撑，压紧左端面(C8)，压紧大圆柱的左端面(C7)，配备专用夹具,通过夹具，将零件较短的定位表面转换成较长的夹具定位表面，首先车小端面保证长度尺寸(L)，其次精车外锥面，保证外锥面的角度和外锥面对内腔的跳动0.025mm；吃刀量0.1mm∽0.15mm；
(3)去毛刺，去毛刺完成零件加工。
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