CN110524053A - 一种反向倒角加工工具及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反向倒角加工工具及加工方法，包括反向倒角刀、圆锥支撑环和圆柱支撑环，反向倒角刀为阶梯圆柱轴，包括四段圆柱；第一段圆柱的首端与机床主轴相连；第一段圆柱、第二段圆柱、第三段圆柱以及第四段圆柱依次首尾相连；圆锥支撑环套设在第二段圆柱上，并与第二段圆柱间隙配合；圆柱支撑环套设在第四段圆柱上，并与第四段圆柱间隙配合。本发明采用反向倒角刀通过圆锥支撑环及圆柱支撑环分别与组合盘轴两级盘组成锥孔、长轴定位孔间隙配合，实现组合盘轴锥孔倒角的加工以及刀具的快速定位，保证加工孔与反向倒角刀的同轴性，减小加工过程中细长轴刀具的偏摆，从而满足零件尺寸要求，及加工倒角的表面完整性，提高了产品质量。

Description

一种反向倒角加工工具及加工方法

【技术领域】

本发明属于航空发动机工艺装备的设计领域，涉及一种反向倒角加工工具及加工方法。在加工动力涡轮转子组合盘轴锥孔倒角时，利用涡轮盘组合锥孔及长轴定位孔，采用加长组合反向倒角工具完成锥孔倒角加工。

【背景技术】

对于某航空发动机动力涡轮转子零件，一般由四级轮盘、盘轴连接环及动力涡轮轴等部分组合，组合后锥孔孔口在封闭空间内，距长轴端面距离较大。在机械加工中，这类孔口倒角，通常采用组合反倒角工具加工。此工具分为刀杆及反倒角刀两部分，刀杆一端与机床主轴相连，一端穿过锥孔，在孔底通过键槽反转配合安装反倒角刀。机床主轴带动刀杆旋转，完成倒角加工。但对于动力涡轮转子组合盘轴零件，由两级盘组成锥孔，组合锥孔距离长轴端面较大，所需刀杆长度加长，长径比15-20倍以上。采用通用组合反倒角工具加工时，刀杆强度受锥孔大小限制且悬伸长，偏摆较大，造成反倒角刀具让刀，加工出倒角形状不规则，尺寸不能符合加工要求。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种反向倒角加工工具及加工方法，通过圆锥支撑环、圆柱支撑环，实现反向倒角工具与动力涡轮转子组合盘轴锥孔、定位孔快速定位找正中心，完成组合锥孔倒角加工。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种反向倒角加工工具，包括：

反向倒角刀，反向倒角刀为阶梯圆柱轴，包括四段圆柱；第一段圆柱的首端与机床主轴相连；第一段圆柱、第二段圆柱、第三段圆柱以及第四段圆柱依次首尾相连；

圆锥支撑环，圆锥支撑环套设在第二段圆柱上，并与第二段圆柱间隙配合；

圆柱支撑环，圆柱支撑环套设在第四段圆柱上，并与第四段圆柱间隙配合。

本发明进一步的改进在于：

反向倒角刀的长径比为15-20倍。

第一段圆柱直径与机床主轴刀柄可加持段的直径相同，所述加持段的长度为35-40mm。

圆锥支撑环的锥度与组合锥孔锥度一致，内孔直径小于外圆锥直径1.5-2mm；圆锥支撑环的内孔直径与第二段圆柱的直径相同，长度大于两级盘组合锥孔孔深10-15mm，采用聚四氟乙烯制成。

第二段圆柱的长度大于两级盘组成锥孔至长轴端面的15-20mm。

第三段圆柱的前端为圆锥，圆锥上开设有用于加工倒角的切削刃，锥度与待加工倒角角度相同，第三段圆柱的直径大于组合锥孔加工倒角后直径的2-4mm，小于长轴定位孔直径，长度为30-40mm。

圆柱支撑环的内孔直径与第四段圆柱的直径相同，其内孔直径小于外圆直径1.5-2mm，长度大于长轴定位孔孔深10-15mm，采用聚四氟乙烯制成。

第四段圆柱的长度大于长轴定位孔至两级盘组成锥孔距离的10-15mm。

一种采用上述加工工具的反向倒角加工方法，包括以下步骤：

步骤1：将圆锥支撑环从两级盘组成锥孔的大端装入锥孔内，锥度方向与锥孔锥度方向一致，圆锥支撑环的小端与两级盘组成锥孔的小端齐平；

步骤2：将圆柱支撑环安装在反向倒角刀的第四段圆柱上，安装的轴向位置为反向倒角刀加工组合锥孔倒角时，保证圆柱支撑环在长轴定位孔内，圆柱支撑环与长轴定位孔一端齐平；

步骤3：安装组合反向倒角刀，完成倒角加工。

所述步骤3倒角加工的具体方法如下：

步骤3-1：将安装有圆柱支撑环的组合反向倒角刀，以第一段圆柱为首，从被加工动力涡轮转子组合盘轴的长轴定位孔穿入，通过安装圆锥支撑环的两级盘组成的锥孔，伸出长轴端面；

步骤3-2：将组合反向倒角刀的第一段圆柱装入机床主轴刀柄中；加工时，机床主轴带动组合反向倒角刀旋转上拉，完成两级盘组合锥孔倒角的加工；

步骤3-3：加工完成后，从机床主轴刀柄中卸下组合反向倒角刀，组合反向倒角刀依次退出两级盘组合锥孔、长轴定位孔；加工下一个组合锥孔倒角时，重复上述步骤1-3。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用反向倒角刀通过圆锥支撑环及圆柱支撑环分别与组合盘轴两级盘组成锥孔、长轴定位孔间隙配合，实现组合盘轴锥孔倒角的加工。本发明实现刀具的快速定位，保证加工孔与反向倒角刀的同轴性，减小加工过程中细长轴刀具的偏摆，从而满足零件尺寸要求，及加工倒角的表面完整性，提高了产品质量。

【附图说明】

图1为被加工动力涡轮转子组合盘轴锥孔倒角部位示意图；

图2为本发明反倒角工具组合结构示意图。

其中：1-反向倒角刀；2-圆锥支撑环；3-圆柱支撑环。

【具体实施方式】

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1和2，本发明加工动力涡轮转子组合盘轴锥孔反向倒角工具包括三个部分：一、与机床主轴相连接的反向倒角刀1；二、与反向倒角刀相配合的圆锥支撑环2；三、与反向倒角刀相配合的圆柱支撑环3。本发明是通过下述具体的技术方案实现的：

反向倒角刀1：反向倒角刀1为细长阶梯圆柱轴，长径比在15-20倍。反向倒角刀分为四段圆柱，第一段圆柱与机床主轴刀柄相配合，直径选取偶数值，公差为h6，夹持长度35-40mm；与第一段圆柱连接的第二段圆柱与圆锥支撑环2间隙配合，直径与圆锥支撑环2内孔直径一致，公差为g6，长度大于两级盘组成锥孔至长轴端面15-20mm，之间不再设计过渡圆柱，增强反向倒角刀刀杆强度；与第二段圆柱连接的第三段圆柱，前端为圆锥，设计为切削刃，锥度和加工倒角角度一致，圆柱的直径取大于组合锥孔加工倒角后直径的2-4mm，小于长轴定位孔直径，长度可取30-40mm；与第三段圆柱连接的第四段圆柱和圆柱支撑环3间隙配合，直径与圆柱支撑环3内孔直径一致，公差为g6，长度大于长轴定位孔至两级盘组成锥孔距离10-15mm。

与反向倒角刀1相配合的圆锥支撑环2：圆锥支撑环2为圆锥状。外圆锥与两级盘组合锥孔间隙配合，锥度与组合锥孔锥度一致，直径公差为g6；内孔直径小于外圆锥直径1.5-2mm，公差为H7，与反向倒角刀第二段圆柱间隙配合；其长度大于两级盘组合锥孔孔深10-15mm，材料选用聚四氟乙烯。圆锥支撑环2设计的结构和材料，避免了对已加工组合锥孔造成划伤，并且也易于从组合锥孔中取出。

与反向倒角刀1相配合的圆柱支撑环3：圆柱支撑环3为圆柱状。外圆与长轴定位孔间隙配合，直径公差为g6；内孔直径小于外圆直径1.5-2mm，公差为H7，与反向倒角刀第四段圆柱间隙配合；其长度大于长轴定位孔孔深10-15mm，材料选用聚四氟乙烯。圆柱支撑环3设计的结构和材料，避免了对已加工长轴定位孔造成划伤，并且也易于从长轴定位孔中取出。

本发明还公开了一种加工动力涡轮转子组合盘轴锥孔反向倒角工具的使用方法，包括以下步骤：

步骤1安装圆锥支撑环2：将圆锥支撑环2从两级盘组成锥孔的大端装入锥孔内，锥度方向与锥孔锥度方向一致，圆锥支撑环2的小端与两级盘组成锥孔的小端齐平即可。

步骤2安装圆柱支撑环3：将圆柱支撑环3安装在反向倒角刀1的第四段圆柱上，安装的轴向位置为反向倒角刀1加工组合锥孔倒角时，保证圆柱支撑环3在长轴定位孔内，圆柱支撑环3与长轴定位孔一端齐平；

步骤3安装组合反向倒角刀1，完成倒角加工：首先将安装有圆柱支撑环3的组合反向倒角刀1，以第一段圆柱为首，从被加工动力涡轮转子组合盘轴的长轴定位孔穿入，通过安装圆锥支撑环2的两级盘组成的锥孔，伸出长轴端面；再将组合反向倒角刀1的第一段圆柱装入机床主轴刀柄中。加工时，机床主轴带动组合反向倒角刀1旋转上拉，完成两级盘组合锥孔倒角的加工。加工完成后，从机床主轴刀柄中卸下组合反向倒角刀1，组合反向倒角刀1依次退出两级盘组合锥孔、长轴定位孔即可。

加工下一个组合锥孔倒角时，重复上述步骤1-3即可，圆柱支撑环3可安装在反向倒角刀1上，不需卸下。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反向倒角加工工具，其特征在于，包括：

反向倒角刀(1)，反向倒角刀(1)为阶梯圆柱轴，包括四段圆柱；第一段圆柱的首端与机床主轴相连；第一段圆柱、第二段圆柱、第三段圆柱以及第四段圆柱依次首尾相连；

圆锥支撑环(2)，圆锥支撑环(2)套设在第二段圆柱上，并与第二段圆柱间隙配合；

圆柱支撑环(3)，圆柱支撑环(3)套设在第四段圆柱上，并与第四段圆柱间隙配合。

2.根据权利要求1所述的反向倒角加工工具，其特征在于，反向倒角刀(1)的长径比为15-20倍。

3.根据权利要求1所述的反向倒角加工工具，其特征在于，第一段圆柱直径与机床主轴刀柄可加持段的直径相同，所述加持段的长度为35-40mm。

4.根据权利要求1所述的反向倒角加工工具，其特征在于，圆锥支撑环(2)的锥度与组合锥孔锥度一致，内孔直径小于外圆锥直径1.5-2mm；圆锥支撑环(2)的内孔直径与第二段圆柱的直径相同，长度大于两级盘组合锥孔孔深10-15mm，采用聚四氟乙烯制成。

5.根据权利要求4所述的反向倒角加工工具，其特征在于，第二段圆柱的长度大于两级盘组成锥孔至长轴端面的15-20mm。

6.根据权利要求1所述的反向倒角加工工具，其特征在于，第三段圆柱的前端为圆锥，圆锥上开设有用于加工倒角的切削刃，锥度与待加工倒角角度相同，第三段圆柱的直径大于组合锥孔加工倒角后直径的2-4mm，小于长轴定位孔直径，长度为30-40mm。

7.根据权利要求1所述的反向倒角加工工具，其特征在于，圆柱支撑环(3)的内孔直径与第四段圆柱的直径相同，其内孔直径小于外圆直径1.5-2mm，长度大于长轴定位孔孔深10-15mm，采用聚四氟乙烯制成。

8.根据权利要求7所述的反向倒角加工工具，其特征在于，第四段圆柱的长度大于长轴定位孔至两级盘组成锥孔距离的10-15mm。

9.一种采用权利要求1-8任意一项所述加工工具的反向倒角加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将圆锥支撑环(2)从两级盘组成锥孔的大端装入锥孔内，锥度方向与锥孔锥度方向一致，圆锥支撑环(2)的小端与两级盘组成锥孔的小端齐平；

步骤2：将圆柱支撑环(3)安装在反向倒角刀(1)的第四段圆柱上，安装的轴向位置为反向倒角刀(1)加工组合锥孔倒角时，保证圆柱支撑环(3)在长轴定位孔内，圆柱支撑环(3)与长轴定位孔一端齐平；

步骤3：安装组合反向倒角刀(1)，完成倒角加工。

10.根据权利要求9所述的反向倒角加工方法，其特征在于，所述步骤3倒角加工的具体方法如下：

步骤3-1：将安装有圆柱支撑环(3)的组合反向倒角刀(1)，以第一段圆柱为首，从被加工动力涡轮转子组合盘轴的长轴定位孔穿入，通过安装圆锥支撑环(2)的两级盘组成的锥孔，伸出长轴端面；

步骤3-2：将组合反向倒角刀(1)的第一段圆柱装入机床主轴刀柄中；加工时，机床主轴带动组合反向倒角刀(1)旋转上拉，完成两级盘组合锥孔倒角的加工；

步骤3-3：加工完成后，从机床主轴刀柄中卸下组合反向倒角刀(1)，组合反向倒角刀(1)依次退出两级盘组合锥孔、长轴定位孔；加工下一个组合锥孔倒角时，重复上述步骤1-3。