CN109514409B - 一种玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于非金属材料机械加工技术领域，公开了一种玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法：在数控铣床上，采用磨削刀具以磨削加工工艺对玻璃钢复合材料舵进行机械加工；磨削刀具的端部设置有粒度为60的人造金钢石材质层作为磨头；玻璃钢复合材料舵的底面A上设置有舵轴防热套，舵轴防热套设置有舵轴；并包括以下步骤：切削用量控制，主轴转速：1000r/min～1200r/min，进给量：350mm/min，侧刃切削深度：0.3mm，底刃切削深度：1mm～2mm；加工工艺，舵零件机械加工底面A、后墙面B、舵轴防热套端面C，在数控铣床上通过所述磨削刀具，按先卧后立两次装夹的模式进进行磨削加工。本发明提供的方法解决了玻璃钢复合材料舵在机械加工时存在的分层、劈裂、掉渣等质量问题。

Description

一种玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法
技术领域
本发明涉及非金属材料机械加工技术领域，特别涉及一种玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法。
背景技术
玻璃钢复合材料舵是一种常见的航天零件，形状一般为三角形，下部有一锥形或圆柱形轴，外型面由玻璃钢复合而成，为保证装配要求，舵底面及后墙需进行机械加工。但是，在玻璃钢复合材料机械加工时容易产生分层、劈裂、掉渣等质量问题，造成产品合格率低。
发明内容
本发明提供一种玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，解决现有技术中璃钢复合材料机械加工时容易产生分层、劈裂、掉渣缺陷的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法：在数控铣床上，采用磨削刀具以磨削加工工艺对玻璃钢复合材料舵进行机械加工；
所述磨削刀具的端部设置有粒度为60的人造金钢石材质层作为磨头；
所述玻璃钢复合材料舵的底面A上设置有舵轴防热套，所述舵轴防热套设置有舵轴；
并包括以下步骤：
切削用量控制，主轴转速：1000r/min～1200r/min，进给量：350mm/min，侧刃切削深度：0.3mm，底刃切削深度：1mm～2mm；
加工工艺，舵零件机械加工底面A、后墙面B、舵轴防热套端面C，在数控铣床上通过所述磨削刀具，按先卧后立两次装夹的模式进行磨削加工；
其中，所述卧式加工包括：采用卧式工装紧固所述舵轴，并通过所述磨削刀具进行侧刃切削，加工所述底面A以及所述后墙面B，其中，留出所述底面A上靠近所述舵轴防热套两侧长度30mm范围内的表面待后续加工；
立式加工：立式工装压紧所述舵，采用所述磨削刀具进行底刃切削，加工所述底面A上的靠近所述舵轴防热套两侧长度30mm范围内的表面，并加工舵轴防热套端面C。
进一步地，所述卧式加工还包括：
在安装零件前，将找正芯棒安装在卧式工装的定位锥孔内，进行找正，找正精度在0.01mm以内；
将所述卧式工装压紧，取出找正芯棒，再将所述舵轴固定在所述卧式工装内。
进一步地，所述立式加工还包括：
加工前，找正所述底面A的已磨削表面，并将表面跳动控制在0.05mm及以下；
并找正所述舵轴，控制其中心偏心不大于0.02mm。
进一步地，舵轴防热套的高度控制在13mm，垂直度控制在0.3mm。
进一步地，所述卧式工装包括：工装本体；所述工装本体上开设有与所述舵轴相匹配的定位锥孔以及紧固螺母；其中，在卧式加工的情况下，所述工装本体固定在所述数控铣床上。
进一步地，所述立式工装包括：工装支架；工装支架上固定有用于限制所述底面A和后墙面B的夹板以及用于支撑所述舵的斜面的顶板；其中，在进行立式加工的情况下，所述舵通过所述夹板和所述顶板固定在所述工装支架上。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，在数控铣床上，采用磨削刀具以磨削加工工艺对玻璃钢复合材料舵进行机械加工，从而实现高可靠性的装夹和磨削操作；并具体通过设计数控铣床上所用磨削刀具、刀具切削参数、加工方式，装夹工装，解决了玻璃钢复合材料舵在机械加工时存在的分层、劈裂、掉渣等质量问题，使零件的合格率从50％提高到了99％以上。
附图说明
图1为本发明提供的玻璃钢复合材料舵的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明提供的刀具结构示意图；
图4为本发明提供的卧式加工示意图；
图5为本发明提供的立式加工示意图；
图6为本发明提供的卧式工装结构固定结构示意图；
图7为本发明提供的卧式工装的找正结构示意图；
图8为本发明提供的立式工装结构示意图固定结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，解决现有技术中璃钢复合材料机械加工时容易产生分层、劈裂、掉渣缺陷的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1和图2，本申请针对的玻璃钢复合材料舵包括一个成棱型主体以及其底面A上设置的舵轴防热套2以及其内固定的舵轴3.
参见图4和图5，需要机械加工的部分为底面A、后墙面B以及舵轴防热套2的端面C，包括侧端面C1和顶端面C2。
为此，分别针对待加工的面设置了可用在铣床上的工装。
下面将具体说明。
一种玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法：在数控铣床上，采用磨削刀具以磨削加工工艺对玻璃钢复合材料舵进行机械加工。
参见图3，本实施例提供了一种能够用在铣床上的磨削刀具，包括刀具主杆41，所述刀具主杆41的第一端部设置有粒度为60的人造金钢石材质层作为磨头42，第二端部开设成夹持部43。
一般来说，刀具规格尺寸为L1＝280、L2＝50、L3＝40，D1＝Φ50、D2＝Φ30、D3＝Φ20。
参见图4和图5，包括以下步骤：
切削用量控制，考虑到在铣床上进行磨削工件加工，同一时间进行单面加工，为了避免工件的磨削高温烧蚀以及表面质量加工损伤，设计了且需用量控制实施方案，主轴转速：1000r/min～1200r/min，进给量：350mm/min，侧刃切削深度：0.3mm，底刃切削深度：1mm～2mm。
加工工艺，舵零件机械加工底面A、后墙面B、舵轴防热套端面C，在数控铣床上通过所述磨削刀具，按先卧后立两次装夹的模式进行磨削加工。
所述卧式加工包括：采用卧式工装紧固所述舵轴，并通过所述磨削刀具进行侧刃切削，加工所述底面A以及所述后墙面B，其中，留出所述底面A上靠近所述舵轴防热套两侧长度30mm范围内的表面待后续加工；
立式加工：立式工装压紧所述舵，采用所述磨削刀具进行底刃切削，加工所述底面A上的靠近所述舵轴防热套两侧长度30mm范围内的表面，并加工舵轴防热套端面C。
参见图6，，所述卧式工装包括：工装本体5；所述工装本体5上开设有与所述舵轴3相匹配的定位锥孔以及紧固螺母；其中，在卧式加工的情况下，所述工装本体5固定在所述数控铣床上。
参见图7，所述卧式加工还包括：
在安装零件前，将找正芯棒6安装在卧式工装的定位锥孔内，进行找正，找正精度在0.01mm以内；
将所述卧式工装压紧，取出找正芯棒6，再将所述舵轴3固定在所述卧式工装内。
进一步地，所述立式加工还包括：加工前，找正所述底面A的已磨削表面，并将表面跳动控制在0.05mm及以下；
并找正所述舵轴，控制其中心偏心不大于0.02mm。
进一步地，舵轴防热套2的高度控制在13mm，垂直度控制在0.3mm。
参见图8，所述立式工装包括：工装支架7；工装支架7上固定有用于限制所述底面A和后墙面B的夹板71以及用于支撑所述舵的斜面的顶板72；其中，在进行立式加工的情况下，所述舵通过所述夹板和所述顶板固定在所述工装支架7上。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，在数控铣床上，采用磨削刀具以磨削加工工艺对玻璃钢复合材料舵进行机械加工，从而实现高可靠性的装夹和磨削操作；并具体通过设计数控铣床上所用磨削刀具、刀具切削参数、加工方式，装夹工装，解决了玻璃钢复合材料舵在机械加工时存在的分层、劈裂、掉渣等质量问题，使零件的合格率从50％提高到了99％以上。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，其特征在于：在数控铣床上，采用磨削刀具以磨削加工工艺对玻璃钢复合材料舵进行机械加工；
所述磨削刀具的端部设置有粒度为60的人造金钢石材质层作为磨头；
所述玻璃钢复合材料舵的底面A上设置有舵轴防热套，所述舵轴防热套设置有舵轴；
并包括以下步骤：
切削用量控制，主轴转速：1000r/min～1200r/min，进给量：350mm/min，侧刃切削深度：0.3mm，底刃切削深度：1mm～2mm；
加工工艺，舵零件机械加工底面A、后墙面B、舵轴防热套端面C，在数控铣床上通过所述磨削刀具，按先卧后立两次装夹的模式进行磨削加工；
其中，卧式加工包括：采用卧式工装紧固所述舵轴，并通过所述磨削刀具进行侧刃切削，加工所述底面A以及所述后墙面B，其中，留出所述底面A上靠近所述舵轴防热套两侧长度30mm范围内的表面待后续加工；
立式加工：立式工装压紧所述舵，采用所述磨削刀具进行底刃切削，加工所述底面A上的靠近所述舵轴防热套两侧长度30mm范围内的表面，并加工舵轴防热套端面C。
2.如权利要求1所述的玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，其特征在于，所述卧式加工还包括：
在安装零件前，将找正芯棒安装在卧式工装的定位锥孔内，进行找正，找正精度在0.01mm以内；
将所述卧式工装压紧，取出找正芯棒，再将所述舵轴固定在所述卧式工装内。
3.如权利要求1所述的玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，其特征在于，所述立式加工还包括：
加工前，找正所述底面A的已磨削表面，并将表面跳动控制在0.05mm及以下；
并找正所述舵轴，控制其中心偏心不大于0.02mm。
4.如权利要求3所述的玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，其特征在于：舵轴防热套的高度控制在13mm，垂直度控制在0.3mm。
5.如权利要求1所述的玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，其特征在于，所述卧式工装包括：工装本体；
所述工装本体上开设有与所述舵轴相匹配的定位锥孔以及紧固螺母；
其中，在卧式加工的情况下，所述工装本体固定在所述数控铣床上。
6.如权利要求1所述的玻璃钢复合材料舵的机械加工工艺方法，其特征在于，所述立式工装包括：工装支架；
工装支架上固定有用于限制所述底面A和后墙面B的夹板以及用于支撑所述舵的斜面的顶板；
其中，在进行立式加工的情况下，所述舵通过所述夹板和所述顶板固定在所述工装支架上。
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