CN109732400A - 一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，待加工的圆柱型零件固定后，在Z轴方向上下移动杠杆表，待杠杆表的指针偏摆最大时可得到母线C1的坐标，再结合与母线C1呈中心对称的另一侧母线C2以双侧打表的方式，沿Y轴方向移动一段距离杠杆表，待杠杆表的读数为设定值A时记录杠杆表在Y轴的坐标Y1和Y2，根据Y1和Y2关于待加工的圆柱型零件中心对称，由Y1和Y2确定待加工的圆柱型零件中心所在Y轴方向的坐标Y3，进而可得到待加工的圆柱型零件中心在机床坐标系中的位置，这种精密对刀的方式可以有效保证节流槽中心与零件中心重合，实现节流槽准确加工的目的。

Description

一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法。
背景技术
作为航空发动机燃烧室的主要部件之一，双油路离心式燃油喷嘴的性能与其内的节流活门息息相关。节流活门柱塞上的节流槽如图1和图2所示，节流槽呈“V”形结构分布于柱塞表面，节流槽伸出活门壳体外的截面积决定了喷嘴的燃油供给量，所以，该类节流槽通常采用成型立铣刀沿其引导线进行铣削加工。
从图2可以看出，节流槽的理论位置应均匀分布于柱塞圆柱面母线两侧，若节流槽中心与柱塞轴线不重合，则会导致节流槽的两侧大小不一，其截面呈形结构，导致面轮廓度超出公差范围，燃油流通该截面积时则会产生变化，进而影响喷嘴性能。因此，在节流槽的精密加工时亟需一种能够准确对刀的方法保证产品质量。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，原理简单，成本低，易操作，可有效保证节流槽中心与待加工的圆柱型零件中心重合，实现节流槽准确加工的目的。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，包括以下步骤：
步骤1，将待加工的圆柱型零件沿机床坐标系的X轴水平固定，在Z轴方向上下移动杠杆表，待杠杆表的指针偏摆最大时得到待加工的圆柱型零件母线C1的坐标；
步骤2，将杠杆表在母线C1处压紧待加工的圆柱型零件后，沿Y轴方向移动一段距离杠杆表，待杠杆表的读数为设定值A时记录杠杆表在Y轴的坐标Y1；
步骤3，将主轴旋转180°后在与母线C1呈中心对称的另一侧母线C2位置处压紧待加工的圆柱型零件，再沿Y轴方向移动杠杆表，待杠杆表的读数再一次为A时记录杠杆表在Y轴的坐标Y2；
步骤4，根据Y1和Y2关于待加工的圆柱型零件中心对称，由Y1和Y2得到待加工的圆柱型零件中心所在Y轴方向的坐标Y3，得到待加工的圆柱型零件中心在机床坐标系中的位置，完成节流槽精密加工的对刀。
优选的，步骤1中待加工的圆柱型零件通过夹具沿机床坐标系的X轴水平固定。
进一步，待加工的圆柱型零件固定在机床上。
优选的，步骤1中的杠杆表通过固定在加工中心主轴上实现在Z轴方向上下移动。
优选的，步骤2在移动杠杆表时，在杠杆表的指针偏摆不断增大的过程中记录坐标Y1。
优选的，步骤3在压紧待加工的圆柱型零件后，与步骤2相比沿Y轴方向反向移动杠杆表。
优选的，步骤2和步骤3中A的取值范围为0～0.2。
优选的，步骤4中所述的坐标Y3由如下公式得到：
Y3＝Y1+(Y2-Y1)/2。
优选的，步骤1～3中所述的杠杆表为杠杆百分表。
优选的，所述的待加工的圆柱型零件为柱塞。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
发明的对刀方法在加工燃油喷嘴的节流槽时，待加工的圆柱型零件固定后，在Z轴方向上下移动杠杆表可得到母线C1的坐标，再结合母线C2以双侧打表的方式，由Y1和Y2确定待加工的圆柱型零件中心所在Y轴方向的坐标Y3，进而可得到待加工的圆柱型零件中心在机床坐标系中的位置，这种精密对刀的方式可以有效保证节流槽中心与零件中心重合，实现节流槽准确加工的目的。
附图说明
图1为节流槽的剖面图。
图2为节流槽的俯视图。
图3为本发明打表测量零件母线的示意图。
图4为本发明双侧打表测量零件中心的示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明的目的是在节流槽的精密加工时提供一种能够准确找正刀具与零件中心的对刀方法，保证节流槽中心线与柱塞中心重合，保证产品质量。
本发明的对刀方法按以下步骤进行：
首先，将柱塞沿机床坐标系的X轴水平装夹于机床上，然后在加工中心主轴上固定杠杆表，通过主轴带动杠杆表在Z轴方向上下移动，如图3所示，当表针显示为外圆最大位置时，记该位置为柱塞外圆母线所在位置Z1；
其次，在Z1位置沿Y轴方向移动杠杆表使其压紧柱塞母线，使杠杆表的指针偏摆不断增大，记录读数为设定值A时的机床坐标系中的Y值Y1；
再次，将主轴旋转180°后在另一侧母线所在位置Z2位置处沿Y轴方向移动杠杆表，同样使表针读数再一次为A时停止，记录机床坐标系中的Y值Y2，其中Z2和Z1关于柱塞中心对称，这种双侧打表的方式如图4所示；
最后，利用Y1和Y2关于柱塞中心对称的原理可以得出柱塞中心所在Y轴方向的坐标为：Y1+(Y2-Y1)/2，完成节流槽精密加工的对刀方法，通过柱塞中心Y轴的坐标可确定节流槽中心线的位置，进而得到程序原点在机床坐标系中的位置，保证节流槽中心线与柱塞中心重合。
具体包括以下步骤：
步骤1，将节流活门柱塞沿机床坐标系的X轴水平装夹于夹具内，在机床主轴上固定杠杆百分表或千分表，然后将杠杆百分表或千分表压紧柱塞外圆后随主轴沿Z轴上下移动，利用杠杆百分表或千分表的工作原理可以找出柱塞母线C1的位置，母线C1为柱塞与XOY平面相交的母线，其坐标记为(X0，Y0，Z1)，其中C1与平行于Y轴的柱塞直径相切；
步骤2，在(X0，Y0，Z1)位置处沿Y轴方向移动杠杆百分表或千分表并压紧柱塞，使杠杆表的指针偏摆不断增大，待表针读数为设定值A时，记录该位置坐标为(X0，Y1，Z1)，其中A的取值范围为0-0.2，由于杠杆百分表或千分表的移动量很小，且测量头仅与柱塞有力的相互作用，因此Z1的变化量可忽略不计；
步骤3，将杠杆百分表或千分表随机床主轴旋转180°后，并压紧柱塞外圆另一侧母线，沿Y轴方向移动杠杆百分表或千分表，待表针的读数再次为A时，记其所在坐标为(X0，Y2，Z1)，此处的母线和步骤1的母线关于柱塞中心对称；
步骤4，由Y1和Y2关于柱塞中心的对称性可知，柱塞轴线在Y轴方向的坐标为(Y2-Y1)/2+Y1。
以实际待加工的节流活门柱塞为例，通过上述步骤进行刀具找正对刀，其具体实施步骤如下：
步骤1，将柱塞机床坐标系的沿X轴水平装夹于夹具内，固定杠杆百分表于机床加工中心主轴上并压紧零件，通过沿Z轴方向上下移动杠杆百分表，待指针偏摆最大时，确定其母线C1所在位置的机床坐标为：(100，150，90)；
步骤2，在该位置沿Y轴方向移动杠杆百分表并逐渐压紧柱塞，使杠杆表的指针偏摆不断增大，待表针读数为0.2时，记录该位置的机床坐标为：(100，150.2，90)；
步骤3，将杠杆百分表或千分表随主轴旋转180°后压紧柱塞外圆的另一侧母线C2，与步骤2相比反向沿Y轴方向移动杠杆百分表，待表针的读数再次也为0.2时，记录该位置的机床坐标为：(100，160，90)，其中C2和C1关于柱塞中心对称；
步骤4，由柱塞表面圆柱所满足的对称性可知，柱塞中心所在Y轴方向坐标为：(160-150.2)/2+150.2＝155.1。

Claims (10)

1.一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将待加工的圆柱型零件沿机床坐标系的X轴水平固定，在Z轴方向上下移动杠杆表，待杠杆表的指针偏摆最大时得到待加工的圆柱型零件母线C1的坐标；
步骤2，将杠杆表在母线C1处压紧待加工的圆柱型零件后，沿Y轴方向移动一段距离杠杆表，待杠杆表的读数为设定值A时记录杠杆表在Y轴的坐标Y1；
步骤3，将主轴旋转180°后在与母线C1呈中心对称的另一侧母线C2位置处压紧待加工的圆柱型零件，再沿Y轴方向移动杠杆表，待杠杆表的读数再一次为A时记录杠杆表在Y轴的坐标Y2；
步骤4，根据Y1和Y2关于待加工的圆柱型零件中心对称，由Y1和Y2得到待加工的圆柱型零件中心所在Y轴方向的坐标Y3，得到待加工的圆柱型零件中心在机床坐标系中的位置，完成节流槽精密加工的对刀。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，步骤1中待加工的圆柱型零件通过夹具沿机床坐标系的X轴水平固定。
3.根据权利要求2所述的一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，待加工的圆柱型零件固定在机床上。
4.根据权利要求1所述的一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，步骤1中的杠杆表通过固定在加工中心主轴上实现在Z轴方向上下移动。
5.根据权利要求1所述的一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，步骤2在移动杠杆表时，在杠杆表的指针偏摆不断增大的过程中记录坐标Y1。
6.根据权利要求1所述的一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，步骤3在压紧待加工的圆柱型零件后，与步骤2相比沿Y轴方向反向移动杠杆表。
7.根据权利要求1所述的一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，步骤2和步骤3中A的取值范围为0～0.2。
8.根据权利要求1所述的一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，步骤4中所述的坐标Y3由如下公式得到：
Y3＝Y1+(Y2-Y1)/2。
9.根据权利要求1所述的一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，步骤1～3中所述的杠杆表为杠杆百分表。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的一种航空发动机燃油喷嘴节流槽精密加工对刀方法，其特征在于，所述的待加工的圆柱型零件为柱塞。
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