CN111531328B - 涡轮轴悬臂音轮的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮轴悬臂音轮的制造方法，通过改变加工走刀路径减小加工振动和加工抗力以保证产品质量。本发明的方法在加工过程中，克服零件结构引起的刚性差的缺陷有效避免了非基准面定位带来的累计误差，减小了零件加工变形，提高了加工精度和加工零件的合格率，以解决目前加工过程中极易变形导致的产品合格率低的技术问题。

Description

涡轮轴悬臂音轮的制造方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种涡轮轴悬臂音轮的制造方法。

背景技术

悬臂结构零件，本身易加工变形，一直被公认为是加工难度较大的一类零件，特别是涡轮轴悬臂音轮。由于音轮随涡轮轴旋转时，其悬臂会产生交变电磁场，再经过转换脉冲信号，从而测算出飞机发动机涡轮轴的转速和扭矩。因此，从设计上音轮的结构尺寸精度和形位公差要求较高，加工难度高。

在音轮的精加工过程中，需采用砂轮对音轮的悬臂进行磨削。由于音轮零件尺寸较小，而且悬臂占音轮总长的1/2，故通常采用切入发进行磨削，但是音轮结构本身刚性差、易变形，而且悬臂处外径尺寸公差精度需达到0.008，并且对内孔跳动0.018，因此，磨削时可能会对悬臂进行挤压产生弹性变形。

发明内容

本发明提供一种涡轮轴悬臂音轮的制造方法，通过改变加工走刀路径减小加工振动和加工抗力提高产品质量。

本发明提供的涡轮轴悬臂音轮的制造方法，应用于音轮加工过程，所述音轮包括大端和小端，所述大端包括4个悬臂；所述方法包括：

步骤一、采用数控车床设备，夹持零件棒材，粗车零件内、外径，使零件内、外径留有0.4mm的余量，使零件小端外径加工精度达到0.03mm，将零件从棒材上切断；

步骤二、采用数控车床设备，车削零件大端面，保证大端面的平面度小于0.01mm，对小端面的平行小于0.03mm；

步骤三、研磨零件大端面，保证大端面的平面度小于0.005mm；

步骤四、采用内圆磨床，用吸盘吸住零件大端面，磨削小端面及小端内径，使小端内径尺寸精度在0.01mm-0.015mm范围内，小端内径圆柱度≤0.008mm；

步骤五、采用锥度心轴定位所述零件，用外圆磨床磨外径，使外径尺寸公差不大于≤0.02mm，外圆的两台阶轴径对基准小端面和内径的跳动分别在0.02mm之内；

步骤六、以内径定位，采用加工中心设备，铣削沿圆周均布的悬臂；

步骤七、采用内圆磨床设备，用吸盘吸住大端面，磨削小端内径，使小端内径尺寸公差≤0.012mm，圆柱度在0.005mm之内；小端面对内孔的垂直度为0.015mm，对外径的同轴度为0.03mm；

步骤八、以内径定位，采用外圆磨床，在采用切入式磨削方法磨削小端的外径后，采用纵向磨削方法往复磨削悬臂的外径，使零件满足外径尺寸精度0.008mm和对内孔和小端面基准跳动≤0.015mm的设计要求；

步骤九、采用小型平面磨床，磨削悬臂宽度，使所述悬臂尺寸公差精度达到0.02mm，对内径的对称度达到0.03mm。

可选的，步骤八中的零件转速为10000/(π×D)，外圆磨床的砂轮进给背吃刀量为0.005mm，砂轮纵进给量在(50mm～100mm)/min范围内；其中，D为零件大端外径尺寸。

可选的，所述的步骤八中在采用锥度心轴定位装夹方法。

可选的，在采用锥度心轴定位装夹方法时，将锥度心轴的小端从零件内径的大端穿入。

可选的，所述的步骤四中小端面及内径时余量具体为：小端面余量0.1mm，内径余量0.2mm。

可选的，所述的步骤四中小端面的平面度≤0.005mm，对大端面的平行度≤0.02mm

可选的,所述的步骤五中半精磨外径时余量具体为：外径尺寸留余量0.2mm。

可选的,所述的步骤六中铣4处悬臂时余量具体为：悬臂单边宽度尺寸留余量0.15mm。

本发明提供的涡轮轴悬臂音轮的制造方法，改变定位装夹方法减小并控制夹紧力进而减小装夹变形；并通过改变加工走刀路径减小加工振动和加工抗力最终保证产品质量。本发明的方法在加工过程中，克服零件结构引起的刚性差的缺陷有效避免了非基准面定位带来的累计误差，减小了零件加工变形，提高了加工精度和加工零件的合格率，以解决目前加工过程中极易变形导致的产品合格率低的技术问题。

附图说明

图1为本发明提供的涡轮轴悬臂音轮的制造方法的流程示意图；

图2为本发明提供的涡轮轴悬臂音轮的结构示意图；

图3为本发明提供的音轮的定位方法示意图。

具体实施方式

图1为本发明提供的涡轮轴悬臂音轮的制造方法的流程示意图，图2为本发明提供的涡轮轴悬臂音轮的结构示意图，参照图1和图2，本发明所采用的具体方法包括：

步骤一、采用数控车床设备，夹持零件棒材，粗车零件内、外径，使零件内、外径留有0.4mm的余量，使零件小端外径加工精度达到0.03mm，将零件从棒材上切断；

步骤二、半精车大端面：采用车床，车削零件大端面(即切断面)，保证大端面的平面度0.01mm，对小端面的平行0.03mm；

步骤三、研磨大端面：研磨零件大端面，保证大端面的平面度0.005mm；

步骤四、半精磨小端面及内径：采用内圆磨床，用吸盘吸住大端面，磨削小端面及内径，使内径留有0.1mm的精磨余量，保证内径尺寸精度达到0.01-0.015mm，内径圆柱度≤0.008mm；小端面的平面度≤0.005，对大端面的平行度≤0.02mm，便于下道工序可以更好地定位；

步骤五、半精磨外径：采用锥度心轴定位零件，用外圆磨床磨外径，使外径留有0.1的精磨余量，尺寸公差不大于≤0.02mm，要求外圆的两台阶轴径对基准小端面和内径的跳动分别在0.02mm之内；

步骤六、铣4处悬臂：以内圆定位，采用加工中心设备，铣削沿圆周均布的四处悬臂，保证图纸要求的悬臂长度、宽度和R角。宽度单边留0.15mm余量，用于精磨；

步骤七、精磨内径：采用内圆磨床设备，用吸盘吸住大端面，磨削小端内径，保证最终的内径尺寸公差≤0.012mm，圆柱度在0.005mm之内；小端面对内孔的垂直度为0.015mm，对外径的同轴度为0.03mm；

步骤八、精磨外径：同样以内圆定位，采用外圆磨床，锥度心轴定位装夹，在采用切入式磨削方法磨削小端的外径后，采用纵向磨削方法往复磨削悬臂的外径。使外径尺寸和形位公差保证最终设计要求；

可选的，在采用锥度心轴定位装夹方法时，将锥度心轴的小端从零件内径的大端穿入。示例性的，图3为本发明提供的音轮的定位方法示意图，锥度心轴定位装夹如图3所示。

步骤九、精磨悬臂：采用小型平面磨床，磨削悬臂宽度，保证其尺寸公差精度达到0.02mm，对内径的对称度达到0.03mm。

步骤十、清理零件。

Claims (6)

1.一种涡轮轴悬臂音轮的制造方法，所述音轮包括大端和小端，所述大端包括4个悬臂；其特征在于，包括：

步骤一、采用数控车床设备，夹持零件棒材，粗车零件内、外径，使零件内、外径留有0.4mm的余量，使零件小端外径加工精度达到0.03mm，将零件从棒材上切断；

步骤二、采用数控车床设备，车削零件大端面，保证大端面的平面度小于0.01mm，对小端面的平行小于0.03mm；

步骤三、研磨零件大端面，保证大端面的平面度小于0.005mm；

步骤四、采用内圆磨床，用吸盘吸住零件大端面，磨削小端面及小端内径，使小端内径尺寸精度在0.01mm-0.015mm范围内，小端内径圆柱度≤0.008mm；

步骤五、采用锥度心轴定位所述零件，用外圆磨床磨外径，使外径尺寸公差不大于≤0.02mm，外圆的两台阶轴径对基准小端面和内径的跳动分别在0.02mm之内；

步骤六、以内径定位，采用加工中心设备，铣削沿圆周均布的悬臂；

步骤七、采用内圆磨床设备，用吸盘吸住大端面，磨削小端内径，使小端内径尺寸公差≤0.012mm，圆柱度在0.005mm之内；小端面对内孔的垂直度为0.015mm，对外径的同轴度为0.03mm；

步骤八、以内径定位，采用外圆磨床，在采用切入式磨削方法磨削小端的外径后，采用纵向磨削方法往复磨削悬臂的外径，使零件满足外径尺寸精度0.008mm和对内孔和小端面基准跳动≤0.015mm的设计要求；

步骤九、采用小型平面磨床，磨削悬臂宽度，使所述悬臂尺寸公差精度达到0.02mm，对内径的对称度达到0.03mm；

步骤八中的零件转速为10000/(π×D)，外圆磨床的砂轮进给背吃刀量为0.005mm，砂轮纵进给量在(50mm～100mm)/min范围内；其中，D为零件大端外径尺寸；

所述的步骤八中在采用锥度心轴定位装夹方法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用锥度心轴定位装夹方法时，将锥度心轴的小端从零件内径的大端穿入。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤四中小端面及内径时余量具体为：小端面余量0.1mm，内径余量0.2mm。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤四中小端面的平面度≤0.005mm，对大端面的平行度≤0.02mm。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤五中半精磨外径时余量具体为：外径尺寸留余量0.2mm。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步骤六中铣4处悬臂时余量具体为：悬臂单边宽度尺寸留余量0.15mm。

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