CN112453830A - 一种转轴梁卧式加工方法 - Google Patents

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刘陨双
孙丹
郑思来
陈思涛
郑长军
陈乐乐
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Abstract

本发明公开了一种转轴梁卧式加工方法，属于航空轴类零件加工技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆和第二定位外圆，第一定位外圆的直径大于第二定位外圆的直径，第一定位外圆的中心轴线与第一定位外圆的中心轴线相重合；c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯。本发明加工基准精度高，能够保证后续装夹时无干涉，降低装夹应力，加工后的成品变形小，精度一致性好。

Description

一种转轴梁卧式加工方法
技术领域
本发明涉及到航空轴类零件加工技术领域，尤其涉及一种转轴梁卧式加工方法。
背景技术
目前，转轴梁的精加工多在车铣复合机床上进行加工，车铣复合机床加工具有较高的效率，但由于零件结构不能充分的发挥车铣复合加工机床的优势，且车铣复合机床设备昂贵，加工的经济性较低；为了寻求更低成本的加工方法，通过对转轴梁特征进行分析，发现具有A、B旋转轴的卧式加工机床能够满足加工出转轴梁铣加工特征部分，但是卧式加工机床结构与车铣复合加工机床结构差异大，如何实现转轴梁在卧式加工机床上的加工成为难点。
因此，需要一种可靠装夹方法来解决转轴梁在卧式加工机床上的装夹，以保证转轴在卧式加工机床上的加工，由于转轴梁尺寸较大，接近市面上主流卧式加工机床的极限加工尺寸，因此夹具结构应尽量紧凑。
公开号为CN 208262267U，公开日为2018年12月21日的中国专利文献公开了卧式机床多角度无干涉加工装夹夹具，其特征在于：包括底板、顶板、三爪卡盘、四爪卡盘和防转组件，所述底板固定安装在卧式机床工作台上，所述底板的上表面四角上分别设有一支柱，所述支柱的下端固定在底板上，上端与顶板刚性连接，所述底板的上表面中心位置上方设有三爪卡盘，所述顶板的下表面中心位置固定安装有四爪卡盘，工件的上端夹持于四爪卡盘上，下端夹持于三爪卡盘上，所述防转组件设于三爪卡盘的一侧，且防转组件能够限制工件的周向转动，卧式机床主轴能够从相邻两根支柱之间穿过，并对工件进行加工。
该专利文献公开的卧式机床多角度无干涉加工装夹夹具，虽然能够减少装夹次数，提高加工效率。但是，加工基准精度欠佳，装夹应力较大，加工后的成品易变形，精度一致性较差。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种转轴梁卧式加工方法，本发明加工基准精度高，能够保证后续装夹时无干涉，降低装夹应力，加工后的成品变形小，精度一致性好。
本发明通过下述技术方案实现：
一种转轴梁卧式加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；
b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆和第二定位外圆，第一定位外圆的直径大于第二定位外圆的直径，第一定位外圆的中心轴线与第一定位外圆的中心轴线相重合；
c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯。
所述步骤c中，铣床粗加工采用三轴机床或五轴卧式机床进行加工。
所述柔性装夹装置包括机床工作台、T型螺栓、第一定位销、第二定位销、夹具基体、防转定位块、压紧螺栓和螺栓；夹具基体固定在机床工作台上，防转定位块通过螺栓固定在夹具基体上，防转定位块上开有定位槽，压紧螺栓设置在防转定位块上。
所述夹具基体包括底板、与底板一体成型的第一立柱和第二立柱，第一立柱的上端一侧偏心式铰接有第一压板，另一侧设置有第一压紧螺栓，第一立柱上开有第一V型面和定位平面，定位平面上开有端面通孔，端面通孔上贯穿连接有拉紧螺栓，防转定位块连接在第一立柱的上部；第二立柱的上端一侧铰接有第二压板，另一侧设置有第二压紧螺栓，第二立柱上开有第二V型面。
所述第二压板、第二压紧螺栓和第二V型面均为两个。
所述机床工作台上开有多根T型槽，机床工作台的中心开有定位孔，第一定位销与机床工作台中的T型槽相适配，第二定位销与定位孔相适配。
所述夹具基体的底板上开有多个腰型通孔，T型螺栓贯穿腰型通孔并嵌入机床工作台的T型槽中。
所述夹具基体上设置有凸键，防转定位块上设置有用于与凸键相适配的凹槽。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
一、本发明，“a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆和第二定位外圆，第一定位外圆的直径大于第二定位外圆的直径，第一定位外圆的中心轴线与第一定位外圆的中心轴线相重合；c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯”，通过在锻件毛坯状态下卧式加工机床一次装夹加工零件两端工艺基准，相对于传统铣和车分两头加工的方法具有效率更高、精度更高的特点；通过对顶车削一次装夹加工两端定位外圆，相对于传统一夹一顶分两次装夹车削定位外圆具有更好的同轴度，且能够保证防转块与定位外圆轴线的高精度位置度，对于提高装夹精度和减小装夹应力有显著的促进作用。较现有技术而言，加工基准精度高，能够保证后续装夹时无干涉，降低装夹应力，加工后的成品变形小，精度一致性好。
二、本发明，柔性装夹装置包括机床工作台、T型螺栓、第一定位销、第二定位销、夹具基体、防转定位块、压紧螺栓和螺栓；夹具基体固定在机床工作台上，防转定位块通过螺栓固定在夹具基体上，防转定位块上开有定位槽，压紧螺栓设置在防转定位块上，通过拉紧螺栓的拉紧作用限制零件工艺毛坯沿轴向的运动，整体设计结构紧凑，装夹方便，显著减小了柔性装夹装置的整体体积。
三、本发明，夹具基体包括底板、与底板一体成型的第一立柱和第二立柱，第一立柱的上端一侧铰接有第一压板，另一侧设置有第一压紧螺栓，第一立柱上开有第一V型面和定位平面，定位平面上开有端面通孔，端面通孔上贯穿连接有拉紧螺栓，防转定位块连接在第一立柱的上部；第二立柱的上端一侧铰接有第二压板，另一侧设置有第二压紧螺栓，第一立柱上开有第二V型面，通过设置防转定位块，解决了传统车铣复合机床加工卡盘装夹零件存在的轴向转动问题，利于保障加工成品精度。
四、本发明，第一压板采用偏心式设计，第一压板施加压紧力的位置更靠近第一压板旋转轴线，实现了压紧力的放大，有利于提高装夹的稳定性。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明柔性装夹装置的爆炸图；
图2为本发明车加工加工出第一定位外圆和第二定位外圆的示意图；
图中标记：1、第一定位外圆，2、第二定位外圆，3、机床工作台，4、T型螺栓，5、第一定位销，6、第二定位销，7、夹具基体，8、防转定位块，9、压紧螺栓，10、螺栓，11、定位槽，12、底板，13、第一立柱，14、第二立柱，15、第一压板，16、第一压紧螺栓，17、第一V型面，18、定位平面，19、端面通孔，20、拉紧螺栓，21、第二压板，22、第二压紧螺栓，23、第二V型面，24、T型槽，25、定位孔，26、腰型通孔，27、凸键，28、凹槽。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种转轴梁卧式加工方法，包括以下步骤：
a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；
b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆1和第二定位外圆2，第一定位外圆1的直径大于第二定位外圆2的直径，第一定位外圆1的中心轴线与第一定位外圆1的中心轴线相重合；
c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯。
“a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆1和第二定位外圆2，第一定位外圆1的直径大于第二定位外圆2的直径，第一定位外圆1的中心轴线与第一定位外圆1的中心轴线相重合；c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯”，通过在锻件毛坯状态下卧式加工机床一次装夹加工零件两端工艺基准，相对于传统铣和车分两头加工的方法具有效率更高、精度更高的特点；通过对顶车削一次装夹加工两端定位外圆，相对于传统一夹一顶分两次装夹车削定位外圆具有更好的同轴度，且能够保证防转块与定位外圆轴线的高精度位置度，对于提高装夹精度和减小装夹应力有显著的促进作用。较现有技术而言，加工基准精度高，能够保证后续装夹时无干涉，降低装夹应力，加工后的成品变形小，精度一致性好。
实施例2
参见图1和图2，一种转轴梁卧式加工方法，包括以下步骤：
a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；
b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆1和第二定位外圆2，第一定位外圆1的直径大于第二定位外圆2的直径，第一定位外圆1的中心轴线与第一定位外圆1的中心轴线相重合；
c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯。
所述步骤c中，铣床粗加工采用三轴机床或五轴卧式机床进行加工。
所述柔性装夹装置包括机床工作台3、T型螺栓4、第一定位销5、第二定位销6、夹具基体7、防转定位块8、压紧螺栓9和螺栓10；夹具基体7固定在机床工作台3上，防转定位块8通过螺栓10固定在夹具基体7上，防转定位块8上开有定位槽11，压紧螺栓9设置在防转定位块8上。
实施例3
参见图1和图2，一种转轴梁卧式加工方法，包括以下步骤：
a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；
b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆1和第二定位外圆2，第一定位外圆1的直径大于第二定位外圆2的直径，第一定位外圆1的中心轴线与第一定位外圆1的中心轴线相重合；
c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯。
所述步骤c中，铣床粗加工采用三轴机床或五轴卧式机床进行加工。
所述柔性装夹装置包括机床工作台3、T型螺栓4、第一定位销5、第二定位销6、夹具基体7、防转定位块8、压紧螺栓9和螺栓10；夹具基体7固定在机床工作台3上，防转定位块8通过螺栓10固定在夹具基体7上，防转定位块8上开有定位槽11，压紧螺栓9设置在防转定位块8上。
所述夹具基体7包括底板12、与底板12一体成型的第一立柱13和第二立柱14，第一立柱13的上端一侧偏心式铰接有第一压板15，另一侧设置有第一压紧螺栓16，第一立柱13上开有第一V型面17和定位平面18，定位平面18上开有端面通孔19，端面通孔19上贯穿连接有拉紧螺栓20，防转定位块8连接在第一立柱13的上部；第二立柱14的上端一侧铰接有第二压板21，另一侧设置有第二压紧螺栓22，第二立柱14上开有第二V型面23。
柔性装夹装置包括机床工作台3、T型螺栓4、第一定位销5、第二定位销6、夹具基体7、防转定位块8、压紧螺栓9和螺栓10；夹具基体7固定在机床工作台3上，防转定位块8通过螺栓10固定在夹具基体7上，防转定位块8上开有定位槽11，压紧螺栓9设置在防转定位块8上，通过拉紧螺栓20的拉紧作用限制零件工艺毛坯沿轴向的运动，整体设计结构紧凑，装夹方便，显著减小了柔性装夹装置的整体体积。
实施例4
参见图1和图2，一种转轴梁卧式加工方法，包括以下步骤：
a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；
b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆1和第二定位外圆2，第一定位外圆1的直径大于第二定位外圆2的直径，第一定位外圆1的中心轴线与第一定位外圆1的中心轴线相重合；
c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯。
所述步骤c中，铣床粗加工采用三轴机床或五轴卧式机床进行加工。
所述柔性装夹装置包括机床工作台3、T型螺栓4、第一定位销5、第二定位销6、夹具基体7、防转定位块8、压紧螺栓9和螺栓10；夹具基体7固定在机床工作台3上，防转定位块8通过螺栓10固定在夹具基体7上，防转定位块8上开有定位槽11，压紧螺栓9设置在防转定位块8上。
所述夹具基体7包括底板12、与底板12一体成型的第一立柱13和第二立柱14，第一立柱13的上端一侧偏心式铰接有第一压板15，另一侧设置有第一压紧螺栓16，第一立柱13上开有第一V型面17和定位平面18，定位平面18上开有端面通孔19，端面通孔19上贯穿连接有拉紧螺栓20，防转定位块8连接在第一立柱13的上部；第二立柱14的上端一侧铰接有第二压板21，另一侧设置有第二压紧螺栓22，第二立柱14上开有第二V型面23。
所述第二压板21、第二压紧螺栓22和第二V型面23均为两个。
所述机床工作台3上开有多根T型槽24，机床工作台3的中心开有定位孔25，第一定位销5与机床工作台3中的T型槽24相适配，第二定位销6与定位孔25相适配。
夹具基体7包括底板12、与底板12一体成型的第一立柱13和第二立柱14，第一立柱13的上端一侧铰接有第一压板15，另一侧设置有第一压紧螺栓16，第一立柱13上开有第一V型面17和定位平面18，定位平面18上开有端面通孔19，端面通孔19上贯穿连接有拉紧螺栓20，防转定位块8连接在第一立柱13的上部；第二立柱14的上端一侧铰接有第二压板21，另一侧设置有第二压紧螺栓22，第一立柱13上开有第二V型面23，通过设置防转定位块8，解决了传统车铣复合机床加工卡盘装夹零件存在的轴向转动问题，利于保障加工成品精度。
实施例5
参见图1和图2，一种转轴梁卧式加工方法，包括以下步骤：
a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；
b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆1和第二定位外圆2，第一定位外圆1的直径大于第二定位外圆2的直径，第一定位外圆1的中心轴线与第一定位外圆1的中心轴线相重合；
c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯。
所述步骤c中，铣床粗加工采用三轴机床或五轴卧式机床进行加工。
所述柔性装夹装置包括机床工作台3、T型螺栓4、第一定位销5、第二定位销6、夹具基体7、防转定位块8、压紧螺栓9和螺栓10；夹具基体7固定在机床工作台3上，防转定位块8通过螺栓10固定在夹具基体7上，防转定位块8上开有定位槽11，压紧螺栓9设置在防转定位块8上。
所述夹具基体7包括底板12、与底板12一体成型的第一立柱13和第二立柱14，第一立柱13的上端一侧偏心式铰接有第一压板15，另一侧设置有第一压紧螺栓16，第一立柱13上开有第一V型面17和定位平面18，定位平面18上开有端面通孔19，端面通孔19上贯穿连接有拉紧螺栓20，防转定位块8连接在第一立柱13的上部；第二立柱14的上端一侧铰接有第二压板21，另一侧设置有第二压紧螺栓22，第二立柱14上开有第二V型面23。
所述第二压板21、第二压紧螺栓22和第二V型面23均为两个。
所述机床工作台3上开有多根T型槽24，机床工作台3的中心开有定位孔25，第一定位销5与机床工作台3中的T型槽24相适配，第二定位销6与定位孔25相适配。
所述夹具基体7的底板12上开有多个腰型通孔26，T型螺栓4贯穿腰型通孔26并嵌入机床工作台3的T型槽24中。
所述夹具基体7上设置有凸键27，防转定位块8上设置有用于与凸键27相适配的凹槽28。
第一压板15采用偏心式设计，第一压板15施加压紧力的位置更靠近第一压板15旋转轴线，实现了压紧力的放大，有利于提高装夹的稳定性。

Claims (8)

1.一种转轴梁卧式加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将转轴梁锻件毛坯通过卧式加工机床的柔性装夹装置一次装夹沿着轴完成两端工艺基准的加工；
b、顶尖对顶装夹零件，一次车加工加工出第一定位外圆(1)和第二定位外圆(2)，第一定位外圆(1)的直径大于第二定位外圆(2)的直径，第一定位外圆(1)的中心轴线与第一定位外圆(1)的中心轴线相重合；
c、通过铣床粗加工翼盒区域，得到最后卧式精加工零件工艺毛坯。
2.根据权利要求1所述的一种转轴梁卧式加工方法，其特征在于：所述步骤c中，铣床粗加工采用三轴机床或五轴卧式机床进行加工。
3.根据权利要求2所述的一种转轴梁卧式加工方法，其特征在于：所述柔性装夹装置包括机床工作台(3)、T型螺栓(4)、第一定位销(5)、第二定位销(6)、夹具基体(7)、防转定位块(8)、压紧螺栓(9)和螺栓(10)；夹具基体(7)固定在机床工作台(3)上，防转定位块(8)通过螺栓(10)固定在夹具基体(7)上，防转定位块(8)上开有定位槽(11)，压紧螺栓(9)设置在防转定位块(8)上。
4.根据权利要求3所述的一种转轴梁卧式加工方法，其特征在于：所述夹具基体(7)包括底板(12)、与底板(12)一体成型的第一立柱(13)和第二立柱(14)，第一立柱(13)的上端一侧偏心式铰接有第一压板(15)，另一侧设置有第一压紧螺栓(16)，第一立柱(13)上开有第一V型面(17)和定位平面(18)，定位平面(18)上开有端面通孔(19)，端面通孔(19)上贯穿连接有拉紧螺栓(20)，防转定位块(8)连接在第一立柱(13)的上部；第二立柱(14)的上端一侧铰接有第二压板(21)，另一侧设置有第二压紧螺栓(22)，第二立柱(14)上开有第二V型面(23)。
5.根据权利要求4所述的一种转轴梁卧式加工方法，其特征在于：所述第二压板(21)、第二压紧螺栓(22)和第二V型面(23)均为两个。
6.根据权利要求5所述的一种转轴梁卧式加工方法，其特征在于：所述机床工作台(3)上开有多根T型槽(24)，机床工作台(3)的中心开有定位孔(25)，第一定位销(5)与机床工作台(3)中的T型槽(24)相适配，第二定位销(6)与定位孔(25)相适配。
7.根据权利要求6所述的一种转轴梁卧式加工方法，其特征在于：所述夹具基体(7)的底板(12)上开有多个腰型通孔(26)，T型螺栓(4)贯穿腰型通孔(26)并嵌入机床工作台(3)的T型槽(24)中。
8.根据权利要求7所述的一种转轴梁卧式加工方法，其特征在于：所述夹具基体(7)上设置有凸键(27)，防转定位块(8)上设置有用于与凸键(27)相适配的凹槽(28)。
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