CN112589163B - 一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工方法和钻具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工方法和钻具，包括度块、第一形块、钻模体、压紧螺塞、第二形块、定位销、第一插销、第二插销、六角螺栓、圆柱销，通过度块、第一形块、第二形块、正多棱钻模体的端面组合，使喷嘴零件其中一个孔的轴向中心与钻床主轴中心平行重合后进行钻孔加工；通过正十二棱钻模体上两个正棱体侧面间角度匹配第一形块或第二形块组合分度加工不同系列的径向均布倾斜放射孔，直至完成零件全部孔的加工。本发明可以提高喷嘴系列径向均布倾斜放射孔的钻孔效率和精度。

Description

一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工方法和钻具

技术领域

本发明属于航空发动机零件制造技术领域，特别是一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔系加工方法及可分度专用钻具。

背景技术

喷嘴类零件是航空发动机中较重要的一类零件，其孔系加工精度要求尤为严格，目前的加工方法大致有如下两类，其一是电加工，孔的尺寸精度难以控制；其二是数控加工，易于精度保证。

如图1所示，喷嘴零件上有多个系列的径向均布倾斜放射孔，多个系列的径向均布倾斜放射孔分布在不同外径的圆周上，且不同系列中的放射孔相对同一个圆心错开一定角度布置。

发明内容

本发明旨在提供一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工方法和钻具，通过度块、正多棱钻模体及“V”形形块的组合形成一种专用可分度台式钻床可分度钻孔钻具，继而使用该钻具提供一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔系钻孔方法，提高钻孔效率和钻孔精度。

为达到上述目的，本发明是通过下述的技术方案及工装实现的：

一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工钻具，包括，

度块，所述度块包括底面、第一斜面和第二斜面，第一斜面与底面的夹角为a，第二斜面与底面的夹角为b，且b≠a，夹角a和夹角b分别等于喷嘴上不同系列径向均布倾斜放射孔轴线与喷嘴轴线的夹角；

第一形块，所述第一形块可拆卸连接在第一斜面上，第一形块的一端设置有平行且间隔分布的上分叉和下分叉，上分叉和下分叉上均开有槽口，槽口内包含两条夹角为A的夹持平面；

第二形块，所述第二形块可拆卸连接在第二斜面上，第二形块的一端设置有平行且间隔分布的上分叉和下分叉，上分叉和下分叉上均开有槽口，槽口内包含两条夹角为B的夹持平面，且A＞B；

钻模体，所述钻模体的外形为正棱柱，钻模体内部为带内螺纹的空腔，钻模体的侧面开有定位孔，钻模体的顶端包括两个不同系列的钻孔导向孔，其中一个系列的钻孔导向孔与钻模体轴线的夹角等于a，另一个系列的钻孔导向孔与钻模体轴线的夹角等于b；

压紧螺塞，所述压紧螺塞螺纹连接在钻模体的空腔中；

定位插销，所述定位插销可拆卸连接在钻模体的定位孔中。

进一步，所述第一形块上两条夹持平面的夹角A等于钻模体正棱柱侧面上n个连续侧面中起始侧面和终止侧面之间的面夹角，所述第二形块上两条夹持平面的夹角B等于钻模体正棱柱侧面上n+1个连续侧面中起始侧面和终止侧面之间的面夹角。

优选的，所述n满足：正棱柱侧面数/2≥n≥2。实际上，夹角A和夹角B只需满足夹持柱钻模体不发生转动即可。

进一步，度块上开有螺纹孔和销孔，以及一条轴线平行于度块底面的通孔，第一形块和第二形块通过六角螺栓和圆柱销分别连接在第一斜面和第二斜面上。

优选的，所述两个不同系列的钻孔导向孔的数量相同，且都等于钻模体正棱柱的侧面数。

一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工方法，包括，

步骤一，根据喷嘴上径向均布倾斜放射孔的参数特征选择度块、第一形块、第二形块和钻模体进行组合，其中，通过径向均布倾斜放射孔轴线与喷嘴轴线的夹角确定度块、钻模体上的夹角a和夹角b，通过径向均布倾斜放射孔的数量确定第一形块、第二形块上的夹角A和夹角B；

步骤二，装配度块、第一形块和第二形块，接着将喷嘴插入钻模体的内腔中，采用压紧螺塞轴向压紧喷嘴，在定位孔内插入定位插销，然后将钻模体放入第一形块的槽口中，确保两条夹持面夹紧钻模体的两个正棱柱侧面；

步骤三，确保度块的底面平行紧贴在钻床的工作台表面，调整度块在钻床工作台上的位置，当钻模体顶端的钻孔导向孔的中心轴线与钻床主轴中心平行且重合时钻削第一个径向均布倾斜放射孔；

步骤四，保持度块位置不动，顺时针或逆时针旋转钻模体到下一个钻孔导向孔，钻削第二个径向均布倾斜放射孔，依次类推加工该系列剩余孔位；

步骤五，将钻模体从第一形块的槽口中取出，装入第二形块的槽口中，调整度块在钻床工作台上的位置，当钻模体顶端的钻孔导向孔的中心轴线与钻床主轴中心平行且重合时钻削该系列第一个径向均布倾斜放射孔；

步骤六，保持度块位置不动，顺时针或逆时针旋转钻模体到下一个钻孔导向孔，钻削第二个径向均布倾斜放射孔，依次类推加工该系列剩余孔位。

优选的，所述步骤六之后，通过第一插销和第二插销分别检测两个不同系列的径向均布倾斜放射孔的孔径是否合格。

与现有加工方法和加工装置相比，本发明的优点是：

(1)该钻具结构简单，可以快速加工喷嘴上两个不同外径位置上的径向均布倾斜放射孔；

(2)通过大量喷嘴零件的加工实践，效果明显；

(3)钻孔方法和钻具立足结构简单，装夹可靠，定位准确，拆卸方便，制造容易的思路，解决了较长时期困扰喷嘴零件类零件径向孔系的加工难题。

(4)该钻具通用性好，根据不同角度A、B、a、b值组合，实现了该度块、第一形块、正多棱钻模体、第二形系列化设计及加工，同时满足喷嘴零件孔的系列化加工。

本发明提供了一种嘴零件径向均布倾斜放射孔系钻孔方法和钻具，该钻具上带有度块、正多棱钻模体、第一形块、第二形块，为航空发动机喷嘴零件不同径向孔系加工分度提供了一种不错的思路。

附图说明

图1为喷嘴装夹在钻模体上加工的状态示意图；

图2为第一形块的结构示意图；

图3为正多棱体钻模体示意图；

图4为第二形块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

本实施例中，需要在喷嘴上钻两个系列的径向均布倾斜放射孔，这两个系列的径向均布倾斜放射孔分布在两个直径不同的圆周上，每个圆周上分别均布12个放射孔，两个系列的径向均布倾斜放射孔围绕同一个圆心错开15度。

为了加工上述喷嘴，如图1～图4所示，设计了一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔系专用钻具，包括度块1、第一形块2、钻模体3、压紧螺塞4、第二形块5、定位销6、第一插销7、第二插销8、六角螺栓9、圆柱销10。

度块1包括底面、第一斜面和第二斜面，第一斜面与底面的夹角为a，第二斜面与底面的夹角为b，且b≠a，夹角a和夹角b分别等于喷嘴上不同系列径向均布倾斜放射孔轴线与喷嘴轴线的夹角；

第一形块2可拆卸连接在第一斜面上，第一形块2的一端设置有平行且间隔分布的上分叉和下分叉，上分叉和下分叉上均开有槽口，槽口内包含两条夹角为A＝90度的夹持平面；

第二形块5可拆卸连接在第二斜面上，第二形块5的一端设置有平行且间隔分布的上分叉和下分叉，上分叉和下分叉上均开有槽口，槽口内包含两条夹角为B＝60度的夹持平面，如图3，B＜A；

钻模体3的外形为正十二棱柱，如图1，12个顶点对应分布在外径较大圆周上的12个径向均布倾斜放射孔，顶面上的12条边对应分布在外径较小圆周上的12个径向均布倾斜放射孔，钻模体3内部为带有内螺纹的空腔，钻模体3的侧面开有定位孔，钻模体3的顶端包括两个不同系列的钻孔导向孔，两个系列的钻孔导向孔各有12个，其中一个系列的钻孔导向孔与钻模体3轴线的夹角等于a，另一个系列的钻孔导向孔与钻模体3轴线的夹角等于b；

压紧螺塞4螺纹连接在钻模体3的空腔中，用于压紧安装在钻模体3内腔中的喷嘴；

定位插销6可拆卸连接在钻模体3的定位孔中，用于区分加工的是哪一个系列的径向均布倾斜放射孔；

第一形块2和第二形块5分别通过六角螺栓9、圆柱销10连接在第一斜面和第二斜面上。

该钻具的特点在于：

(1)设置了度块1、第一形块2、第二形块5、正十二多棱钻模体3，使得喷嘴零件多个径向均布倾斜放射孔中的其中一个孔的轴向中心与钻床主轴中心平行重合；

(2)设置了适应不同均布孔系加工定位的分度装置，包括正多棱钻模体3、第一形块2、第二形块5。

钻孔时的具体方法如下：

步骤一：通过度块1、第一形块2、第二形块5、正多棱钻模体3的端面组合，使喷嘴零件其中一个孔的轴向中心与钻床主轴中心平行重合后进行钻孔加工；

步骤二：通过正十二棱钻模体3上两个正棱体侧面间角度匹配第一形块2或第二形块5组合分度加工不同系列的径向均布倾斜放射孔，直至完成零件全部孔的加工；

步骤三：通过钻模体3侧面的定位孔和定位插销6的组合识别不同径向孔系的加工错位难题，保证了其相互角向位置关系，如图1所示，当钻模体3第一次放入第一形块2的槽口时，定位插销6位于指针12点位置，当钻模体3切换到第二形块5的槽口中时，定位插销6位于指针12点和11点之间的中点位置，从而区别不同系列径向均布倾斜放射孔加工(这是因为夹角A和夹角B不相等，可以通过观察定位插销6与第一形块2和第二形块5之间的最小夹角来判断)；

步骤四：通过外径不同的第一插销7和第二插销8检查喷嘴加工出的孔径尺寸是否合格。

以上是本发明的实施方式之一，对于本领域的一般技术人员在上述实施案例的基础上可以做出多种变化，同样能够实现本发明的目的，但是，这种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (7)

1.一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工钻具，其特征在于：包括，

度块(1)，所述度块(1)包括底面、第一斜面和第二斜面，第一斜面与底面的夹角为a，第二斜面与底面的夹角为b，且b≠a，夹角a和夹角b分别等于喷嘴上不同系列径向均布倾斜放射孔轴线与喷嘴轴线的夹角；

第一形块(2)，所述第一形块(2)可拆卸连接在第一斜面上，第一形块(2)的一端设置有平行且间隔分布的上分叉和下分叉，上分叉和下分叉上均开有槽口，槽口内包含两条夹角为A的夹持平面；

第二形块(5)，所述第二形块(5)可拆卸连接在第二斜面上，第二形块(5)的一端设置有平行且间隔分布的上分叉和下分叉，上分叉和下分叉上均开有槽口，槽口内包含两条夹角为B的夹持平面，且A＞B；

钻模体(3)，所述钻模体(3)的外形为正棱柱，钻模体(3)内部为带内螺纹的空腔，钻模体(3)的侧面开有定位孔，钻模体(3)的顶端包括两个不同系列的钻孔导向孔，其中一个系列的钻孔导向孔与钻模体(3)轴线的夹角等于a，另一个系列的钻孔导向孔与钻模体(3)轴线的夹角等于b；

压紧螺塞(4)，所述压紧螺塞(4)螺纹连接在钻模体(3)的空腔中；

定位插销(6)，所述定位插销(6)可拆卸连接在钻模体(3)的定位孔中。

2.根据权利要求1所述的一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工钻具，其特征在于：所述第一形块(2)上两条夹持平面的夹角A等于钻模体(3)正棱柱侧面上n个连续侧面中起始侧面和终止侧面之间的面夹角，所述第二形块(5)上两条夹持平面的夹角B等于钻模体(3)正棱柱侧面上n+1个连续侧面中起始侧面和终止侧面之间的面夹角。

3.根据权利要求2所述的一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工钻具，其特征在于：所述n满足：正棱柱侧面数/2≥n≥2。

4.根据权利要求1所述的一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工钻具，其特征在于：所述度块(1)上开有螺纹孔和销孔，以及一条轴线平行于度块(1)底面的通孔，第一形块(2)和第二形块(5)通过六角螺栓(9)和圆柱销(10)分别连接在第一斜面和第二斜面上。

5.根据权利要求1所述的一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工钻具，其特征在于：所述两个不同系列的钻孔导向孔的数量相同，且都等于钻模体(3)正棱柱的侧面数。

6.一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工方法，其特征在于：采用权利要求1所述的加工钻具，包括，

步骤一，根据喷嘴上径向均布倾斜放射孔的参数特征选择度块(1)、第一形块(2)、第二形块(5)和钻模体(3)进行组合，其中，通过径向均布倾斜放射孔轴线与喷嘴轴线的夹角确定度块(1)、钻模体(3)上的夹角a和夹角b，通过径向均布倾斜放射孔的数量确定第一形块(2)、第二形块(5)上的夹角A和夹角B；

步骤二，装配度块(1)、第一形块(2)和第二形块(5)，接着将喷嘴插入钻模体(3)的内腔中，采用压紧螺塞(4)轴向压紧喷嘴，在定位孔内插入定位插销(6)，然后将钻模体(3)放入第一形块(2)的槽口中，确保两条夹持面夹紧钻模体(3)的两个正棱柱侧面；

步骤三，确保度块(1)的底面平行紧贴在钻床的工作台表面，调整度块(1)在钻床工作台上的位置，当钻模体(3)顶端的钻孔导向孔的中心轴线与钻床主轴中心平行且重合时钻削第一个径向均布倾斜放射孔；

步骤四，保持度块(1)位置不动，顺时针或逆时针旋转钻模体(3)到下一个钻孔导向孔，钻削第二个径向均布倾斜放射孔，依次类推加工该系列剩余孔位；

步骤五，将钻模体(3)从第一形块(2)的槽口中取出，装入第二形块(5)的槽口中，调整度块(1)在钻床工作台上的位置，当钻模体(3)顶端的钻孔导向孔的中心轴线与钻床主轴中心平行且重合时钻削该系列第一个径向均布倾斜放射孔；

步骤六，保持度块(1)位置不动，顺时针或逆时针旋转钻模体(3)到下一个钻孔导向孔，钻削第二个径向均布倾斜放射孔，依次类推加工该系列剩余孔位。

7.根据权利要求6所述的一种喷嘴零件径向均布倾斜放射孔的加工方法，其特征在于：所述步骤六之后，通过第一插销(7)和第二插销(8)分别检测两个不同系列的径向均布倾斜放射孔的孔径是否合格。

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