CN110788428B - 一种机匣外环通气斜小孔加工装置及方法 - Google Patents

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    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/14Making holes

Abstract

本发明公开了一种机匣外环通气斜小孔加工装置及方法,采用电火花加工机匣上的通气斜小孔,并通过在电极导套上开设槽口避开机匣上的干涉位置,从而沿着通气孔的轴线方向直接进行加工。本发明的电极导套结构简单,操作方便,稳定可靠,其加工的通气孔加工变形小,零件合格率得到提高,加工准备时间大大减少的同时尺寸精度得到很大提高。

Description

一种机匣外环通气斜小孔加工装置及方法
技术领域
本发明涉及机匣类零件的打孔加工方法,特别是机匣类零件外环上与封闭空间相连接的小角度通气斜小孔的加工方法及装置。
背景技术
如图1~图3所示,为一种机匣类零件,具体是一种高压涡轮外环,该高压涡轮外环上有6个的冷气斜孔,斜小孔中心线与高压涡轮外环直径方向夹角为75°,在加工过程中有以下问题需要解决:
第一,斜小孔的孔径小(小于1mm),夹角小,长度长(大于4mm),长径比(长度和直径比值)很大,尺寸精度要求高,通气斜小孔一端与封闭内腔连接,由于夹角小,打孔装置需要以很小的角度贴近机匣外环,容易与机匣外环产生干涉,若为了避免干涉采用减小加工装置外径的方式,又会产生加工装置因长径比过大而带来的刚性不足的问题,影响小孔的加工精度;
第二,斜小孔的加工位置附近零件形状不规则,加工过程中容易产生干涉;
第三,没有现有技术可以借鉴,若对零件采用普通钻孔则加工困难甚至无法加工,这是由于钻头伸长量大,摆动大,孔精度高,普通方法无法实现。
发明内容
本发明旨在提出一种机匣外环通气斜小孔加工装置及方法,利用该方法和装置加工机匣外环的通气斜小孔时,可以实现高精度电火花阵列孔的加工。
本发明的技术方案如下:
一种机匣外环通气斜小孔加工方法,通气斜小孔的直径小于1mm,通气斜小孔的内侧端与封闭腔体连通,且通气斜小孔的轴线与机匣外环径向线的夹角小于15°,以通气斜小孔的外侧端中心为顶点,通气斜小孔的轴线以及平行于机匣外环径向线的直线为两条侧边构成的夹角范围内存在机匣外环结构,采用电火花从机匣外环外侧端向内侧端打孔,且电极与机匣外环径向夹角等于通气斜小孔轴线与机匣外环径向的夹角。
一种机匣外环通气斜小孔加工装置,包括电极导套,所述电极导套呈直线状,电极导套在沿着自身的长度方向包括至少两个截面大小不同的长度段,电极导套内部开有贯穿其长度方向两个端面的电极通孔,且在电极导套的一个长度段表面开有槽口。
进一步,所述电极导套上靠近电极加工端的长度段的截面大于远离电极加工端的长度段的截面。这里的电极加工端是指电极放电加工零件的那一端。
优选的,所述电极导套呈阶梯圆柱状,包括外径依次递增的第一圆柱段、第二圆柱段和第三圆柱段,电极通孔贯穿第一圆柱段、第二圆柱段和第三圆柱段,第二圆柱段的表面有一槽口。
优选的,所述槽口的深度满足当电极导套的第三圆柱段与机匣外环接触,并且电极通孔轴线与待加工通气斜小孔的轴线同轴时,第二圆柱段上槽口表面与机匣外环之间仍有间隙。槽口设计的目的是避开机匣零件上的结构干涉,实现小角度加工。
一种上述加工装置的机匣外环通气斜小孔加工方法,包括如下步骤:
步骤1,固定并找正机匣外环,以机匣外环的小端端面为基准支撑面,采用压紧夹具压紧小端端面外圆,然后找正机匣外环;
步骤2,安装电极,将电极与电火花机床、电极导套连接,且通过电极导套上的槽口避开机匣上的干涉位置;
步骤3,打孔,编制通气斜小孔的坐标和电极参数后进行打孔。
优选的,所述步骤1中,找正机匣外环时,在压紧夹具中心和机匣中心划线,通过对齐划线进行找正。
与现有技术相比,本发明的电极导套结构简单,操作方便,稳定可靠,电极导套采用变截面设计,满足连接定位、导向、支撑的功能,确保电极不与机匣外环发生干涉,又能调整好适合的加工角度。本发明的加工方法可以克服机匣外环上的干涉问题和通气斜小孔一端与封闭腔体连通无法加工的问题,在保证斜小孔加工精度的同时提高加工效率。
通过本发明,可积累匣类零件斜孔工艺方法和经验,特别是机匣加工中与封闭空间相连接的斜孔的加工的方法,可以实现零件高精度电火花加工方法。本发明可推广应用于其它同类型零件加工,改善机匣的加工效率,也可有效的促进中大尺寸、高精度机匣壳体类零件的优质制造加工。
附图说明
图1是高压涡轮外环结构示意图;
图2是图1中B-B截面示意图;
图3是图2中C-C截面示意图;
图4是电极导套与高压涡轮外环相对位置示意图;
图5是电极导套剖面示意图;
图6是电极导套外形示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明,但所要求的保护范围并不局限于所述。
如图1~图3所示,高压涡轮外环上有6个的冷气孔,小孔中心线与直径方向夹角为75°。根据零件的结构特点和小直径孔的加工难度,选择了采用电火花打孔的方法。
确定了加工方法后,考虑零件如何装夹、定位、压紧才能保证加工要求。首先是定位面的选择,由于冷气孔在零件的大端面,因此定位面选择了零件的小端面,按图1状态零件水平摆放,采用压紧夹具的压板压紧零件的两端。为了避免找正过程中定位夹具干涉电火花打孔,以标刻线的方式解决零件定位问题,即在高压涡轮外环零件中心划线,在压紧夹具中心划线,安装零件时将零件上的标线与夹具上的刻线对齐。
其中,如图4所示,如果直接通过电极导套按照75°夹角进行加工,高压涡轮外环上有一部分外形会对电极导套造成干涉,因此,按照图5~图6采用线切割的方式加工了电极导套,电极导套为三段阶梯圆柱形,包括外径最小、长度最短并起定位连接作用的第一圆柱段,外径居中、长度最长并作为电极导套主体结构引导电极的第二圆柱段,外径最大、长度居中并作为电极导套支点与机匣外环接触的第三圆柱段,沿着第一圆柱段、第二圆柱段和第三圆柱段轴线位置开有电极通孔,且在第二圆柱段表面开有一条沿着电极导套轴线方向的槽口,槽口靠近第三圆柱段的一端有一斜面,靠近第一圆柱段的一端有一台阶,槽口的深度等于其所在第二圆柱段圆柱形截面外圆的半径。
打孔时,按照下述步骤执行:
步骤1,固定并找正高压涡轮外环,以高压涡轮外环的小端端面为基准支撑面,采用压紧夹具压紧小端端面外圆,然后找正高压涡轮外环,找正高压涡轮外环时,在压紧夹具中心和高压涡轮外环中心划线,通过划线对齐进行找正;
步骤2,安装电极,将电极与电火花机床、电极导套连接,且通过电极导套上的槽口避开高压涡轮外环上的干涉位置,以电极导套上的第三圆柱段作为与高压涡轮外环接触的支点,调整机床接近高压涡轮外环;
步骤3,打孔,编制通气斜小孔的平面坐标(Y,Z)和电极参数后进行打孔;
步骤4,通过塞规检测通气斜小孔的尺寸;
步骤5,若通气斜小孔的孔径和长度符合要求,则将高压涡轮外环从电火花机床上拆卸,否则调整电极参数后重新加工通气斜小孔。

Claims (5)

1.一种机匣外环通气斜小孔加工方法,通气斜小孔的直径小于1mm,长度大于4mm,通气斜小孔的内侧端与封闭腔体连通,且通气斜小孔的轴线与机匣外环径向线的夹角小于15°,以通气斜小孔的外侧端中心为顶点,通气斜小孔的轴线以及平行于机匣外环径向线的直线为两条侧边构成的夹角范围内存在机匣外环结构,其特征在于:
采用电火花从机匣外环外侧端向内侧端打孔,且电极与机匣外环径向夹角等于通气斜小孔轴线与机匣外环径向的夹角;
采用的加工装置包括电极导套,所述电极导套呈直线状,电极导套在沿着自身的长度方向包括至少两个截面大小不同的长度段,电极导套内部开有贯穿其长度方向两个端面的电极通孔,且在电极导套的一个长度段表面开有槽口;
加工方法包括如下步骤:
步骤1,固定并找正机匣外环,以机匣外环的小端端面为基准支撑面,采用压紧夹具压紧小端端面外圆,然后找正机匣外环;
步骤2,安装电极,将电极与电火花机床、电极导套连接,且通过电极导套上的槽口避开机匣上的干涉位置;
步骤3,打孔,编制通气斜小孔的坐标和电极参数后进行打孔。
2.根据权利要求1所述的机匣外环通气斜小孔加工方法,其特征在于:所述电极导套上靠近电极加工端的长度段的截面大于远离电极加工端的长度段的截面。
3.根据权利要求1所述的机匣外环通气斜小孔加工方法,其特征在于:所述电极导套呈阶梯圆柱状,包括外径依次递增的第一圆柱段、第二圆柱段和第三圆柱段,电极通孔贯穿第一圆柱段、第二圆柱段和第三圆柱段,第二圆柱段的表面有一槽口。
4.根据权利要求3所述的机匣外环通气斜小孔加工方法,其特征在于:所述槽口的深度满足当电极导套的第三圆柱段与机匣外环接触,并且电极通孔轴线与待加工通气斜小孔的轴线同轴时,第二圆柱段上槽口表面与机匣外环之间仍有间隙。
5.根据权利要求1所述的机匣外环通气斜小孔加工方法,其特征在于:所述步骤1中,找正机匣外环时,在压紧夹具中心和机匣中心划线,通过对齐划线进行找正。
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