CN112719311A - 一种航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法，属于航空发动机作动筒技术领域。所述航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法包括：S1、粗车活塞杆部，采用车刀刀片车加工活塞杆部外圆，车床主轴转速为1200r/min，进给量为0.1mm/r，背吃刀量为0.2mm；S2、精车活塞杆部，采用车刀刀片车加工活塞杆部外圆，车床主轴转速为2000r/min，进给量为0.5mm/r，背吃刀量为0mm；S3、采用豪克能加工活塞杆部，采用斜线走刀的方式，车床主轴转速为800r/min～1000r/min，进给量为0.2mm/r～0.25mm/r，背吃刀量为0.4mm。所述航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法能够实现活塞杆部的镜面加工，提高活塞及组件的使用可靠性和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机作动筒技术领域，特别涉及一种航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法。
背景技术
某型别航空发动机的作动筒组合件安装在发动机高压压气机组件中，通过操纵支架组件与可调叶片连接，如图1所示，该零件的位置和尺寸公差要求较严，利用作动筒的传动作用控制叶片的转向，故保证作动筒中活塞的表面质量至关重要。
作动筒活塞杆部的主要加工工序为：粗车外圆端面-精车外圆端面-磨削加工-抛光外圆，其中，粗车和精车在数控车床上加工，磨削在外圆磨床上加工，抛光外圆在抛光机上进行。车削、磨削加工后的表面会存在环状加工纹路，抛光等传统加工方法无法将纹路完全去除，也就是说，上述加工方法虽能保证零件尺寸精度，但是会在零件表面残留加工纹路，而且该方法所能达到的表面粗糙度极限为Ra0.2μm，无法经济的进一步提高表面质量。在发动机长期使用过程中，活塞的上述缺点会导致组件中的胶圈和筒体磨损，甚至组件因此报废。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法，其能够实现活塞杆部的镜面加工，提高活塞及组件的使用可靠性和寿命。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法，用于带有豪克能加工设备的车床，包括如下步骤：
S1、粗车活塞杆部，采用车刀刀片车加工活塞杆部外圆，设定车床的加工参数为：车床主轴转速为1200r/min，进给量为0.1mm/r，背吃刀量为0.2mm；
S2、精车活塞杆部，采用车刀刀片车加工活塞杆部外圆，设定车床的加工参数为：车床主轴转速为2000r/min，进给量为0.5mm/r，背吃刀量为0mm；
S3、采用豪克能加工活塞杆部，采用斜线走刀的方式，调整豪克能加工设备的设备参数为：空载电流为2A，谐振电压大于15V；设定车床的加工参数为：车床主轴转速为800r/min～1000r/min，进给量为0.2mm/r～0.25mm/r，背吃刀量为0.4mm。
进一步的，所述步骤S3中斜线走刀的方式具体为：沿车床Z方向走刀时，每走45mm，需要沿车床X方向向内偏移0.02mm。
进一步的，所述车刀刀片的技术参数为：三角形刀片；带有双面断屑槽；刀片后角0°；刀尖圆角半径R0.4mm；刀片厚度为4.8mm。
进一步的，所述步骤S1之前设置有毛料粗加工步骤，具体包括：在车床上将活塞杆部毛料进行粗加工，按活塞杆部设计尺寸单边留0.2～0.5mm的余量。
本发明的有益效果：
1)采用本发明的工艺方法来加工作动筒活塞杆部，通过车刀刀片对活塞杆部进行车加工为豪克能加工进行表面预处理，再采用豪克能加工去除加工纹路，提高表面质量，固化加工参数和设备参数，各个环节严格把控，实现了活塞杆部的精密加工，保证零件尺寸要求，改善表面质量，大大提高零件的合格率，显著提高了零件使用可靠性和使用寿命，该工艺方法在高精密活塞加工中具有广泛的应用前景；
2)本发明活塞杆部的精密加工方法，取代了传统的活塞杆部加工方式，原加工设备为数控车床、外圆磨床、抛光机，主要加工工艺路线为粗车-精车-磨-抛光；现采用于带有豪克能加工设备的车床对活塞杆部进行精密加工，成功的解决了活塞杆部加工后存在环状加工纹路的问题，并将杆部表面粗糙度提升1～2个等级，大大提高了活塞的合格率、使用可靠性以及使用寿命；
3)本发明的工艺方法能够保证活塞杆部表面无任何加工纹路，粗糙度达到Ra0.1μm以下，提高活塞及组件的使用可靠性和寿命。
本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的航空发动机作动筒活塞杆部的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的车刀刀片的结构示意图，其中，(a)为车刀刀片的主视示意图；(b)车刀刀片的侧视剖视图；
图3是本发明实施例提供的活塞杆部装夹在带有豪克能加工设备的车床上的示意图。
具体实施方式
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。
为了解决现有技术存在的问题，如图1至图3所示，本发明提供了一种航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法，用于带有豪克能加工设备的车床，包括如下步骤：
S1、粗车活塞杆部，采用车刀刀片车加工活塞杆部外圆，设定车床的加工参数为：车床主轴转速为1200r/min，进给量为0.1mm/r，背吃刀量为0.2mm；如图1所示的航空发动机作动筒活塞杆部的结构，图1中活塞杆部的粗实线位置为加工区域，粗车加工后可以保证杆部粗糙度达到Ra0.8μm以下。
步骤S1在车床(采用西门子系统)上的数控程序如下：
T0413
M3 S2000 M8
G99 G0 X100 Z55
X16
G1 X15.9 Z0.5 F0.2
G0 X32
Z0
G1 X16 F0.2
Z0.5
G0 X200 M5 M9
G28 U0
G0 Z150
M30
S2、精车活塞杆部，采用车刀刀片车加工活塞杆部，设定车床的加工参数为：车床主轴转速为2000r/min，进给量为0.5mm/r，背吃刀量为0mm；本发明通过空走刀对零件表面进行精加工，不仅可以去除长杆在粗加工过程中产生的让刀，保证零件的加工尺寸，更重要的是可以进一步提高活塞杆的表面质量，加工后可以保证杆部粗糙度达到Ra0.4μm以下。
步骤S2在车床(采用西门子系统)上的数控程序如下：
T0404
M3 S2000 M8
G99 G0 X100 Z55
X16
G1 X16 Z0.5 F0.5
G0 X32
Z0
G1 X16 F0.2
Z0.2
G0 X200 M5 M9
G28 U0
G0 Z150
M01
S3、采用豪克能加工活塞杆部，加工时采用斜线走刀的方式，调整豪克能加工设备的设备参数为：空载电流为2A，谐振电压大于15V；设定车床的加工参数为：车床主轴转速为800r/min～1000r/min，进给量为0.2mm/r～0.25mm/r，背吃刀量为0.4mm。按此参数设置进行加工，加工后径向单边材料去除量在0.001mm以内，表面粗糙度可达到Ra0.1μm以下，且表面无任何加工纹路，实现镜面效果。
步骤S3中斜线走刀的方式具体为，沿车床Z方向走刀时，每走45mm，需要沿车床X方向向内偏移0.02mm。本发明采用豪克能加工时径向力大，长杆类零件会产生让刀，所以在加工活塞杆部时采用斜线走刀，在车床Z方向(即活塞杆部轴线方向)走刀时，每走45mm的长度，就沿车床X方向(即活塞杆部径向方向)向内偏移0.02mm。
步骤S3在车床(采用西门子系统)上的加工数控程序如下：
T0202
M3 S900
G99 G0 X50 Z45.3
X2
G1 X-0.2 F0.2
G1 X-0.22Z0 F0.25
G0 X50 M5
G28 U0
G0 Z80
M30
如图2所示，车刀刀片的技术参数为：三角形刀片；带有双面断屑槽；刀片后角0°；刀尖圆角半径R0.4mm；刀片厚度为4.8mm。选用专用车刀刀片对活塞杆部进行车加工，将活塞杆表面粗糙度加工至Ra0.4μm以下，为豪克能加工进行表面预处理，接下来采用豪克能加工能够在保证零件尺寸要求的前提下去除加工纹路，提高表面质量。
本发明中，在步骤S1之前设置有毛料粗加工步骤，具体包括：在车床上将活塞杆部毛料进行粗加工，按活塞杆部设计尺寸单边留0.2～0.5mm的余量。毛料粗加工后，将半成品装夹在带有豪克能加工设备的车床上，如图3所示，活塞杆部的两端用车床的顶尖顶紧，按步骤S1到S3中的参数和数控程序，对图1中活塞杆部的实线加粗部位进行粗车加工、精车加工和豪克能加工，加工结束后，取出零件。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法，用于带有豪克能加工设备的车床，其特征在于，包括如下步骤：
S1、粗车活塞杆部，采用车刀刀片车加工活塞杆部外圆，设定车床的加工参数为：车床主轴转速为1200r/min，进给量为0.1mm/r，背吃刀量为0.2mm；
S2、精车活塞杆部，采用车刀刀片车加工活塞杆部外圆，设定车床的加工参数为：车床主轴转速为2000r/min，进给量为0.5mm/r，背吃刀量为0mm；
S3、采用豪克能加工活塞杆部，采用斜线走刀的方式，调整豪克能加工设备的设备参数为：空载电流为2A，谐振电压大于15V；设定车床的加工参数为：车床主轴转速为800r/min～1000r/min，进给量为0.2mm/r～0.25mm/r，背吃刀量为0.4mm。
2.根据权利要求1所述的航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法，其特征在于，所述步骤S3中斜线走刀的方式具体为：沿车床Z方向走刀时，每走45mm，需要沿车床X方向向内偏移0.02mm。
3.根据权利要求1所述的航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法，其特征在于，所述车刀刀片的技术参数为：三角形刀片；带有双面断屑槽；刀片后角0°；刀尖圆角半径R0.4mm；刀片厚度为4.8mm。
4.根据权利要求1所述的航空发动机作动筒活塞杆部精密加工的工艺方法，其特征在于，所述步骤S1之前设置有毛料粗加工步骤，具体包括：在车床上将活塞杆部毛料进行粗加工，按活塞杆部设计尺寸单边留0.2～0.5mm的余量。
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