CN112935817B - 一种航空环形件加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工装夹具技术领域，尤其涉及一种航空环形件加工方法，步骤1)下料，切割环形锻料的毛坯达工艺要求；步骤2)环形锻件粗加工，分别机加工环形锻件的两端面达工艺要求；步骤3)基准面精加工，分别机加工环形锻件的两端与夹持工装接触的部位达工艺要求；步骤4)环形锻件精加工，分别以环形锻件一端精加工的接触部位为加工基准，机加工环形锻件的另一端达工艺要求；其中步骤2和步骤4中，选用的夹持工装均能够与环形锻件贴合适配，整个加工工序中，根据环形锻件的形状选用相应的工装环形锻件，使每道机加工序中，均能使夹持工装与环形锻件贴合适配，并且粗加工和精加工两道工序均对环形锻件的两端分别加工，减少了机加工的切削量，尽可能的减少加工变形，解决了现有了航空环形锻件机加工易变形，难加工，不易把控尺寸的问题。
Description
技术领域
本发明涉及工装夹具技术领域，尤其涉及一种航空环形件加工方法。
背景技术
对于现代航空器用环形锻件具有形状复杂、直径大以及壁薄的特点，并且多为钛合金材质，零件的内外径形状皆是锥面，图纸的加工精度要求高，加工时的装夹难度大，尤其是粗车成型后，都必须有设计工装才能实现加工，其位置尺寸和形位公差要求高，在实际加工中钛合金材料易变形，难加工，不易把控尺寸，为此，需要通过设计相关加工方法，来实现降低环形锻件加工变形造成尺寸超差的风险。
综上所述，目前亟需一种航空环形件加工方法。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有了航空环形锻件机加工易变形，难加工，不易把控尺寸的问题，提供一种航空环形件加工方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种航空环形件加工方法，包括以下步骤：
步骤1）下料，切割毛坯形成待加工的环形锻件；步骤2）环形锻件粗加工，分别机加工环形锻件的两端面达工艺要求；步骤3)环形锻件的基准面精加工，分别机加工环形锻件两端与夹持工装接触的部位达工艺要求；步骤4）环形锻件两端精加工，以环形锻件精加工的基准面为加工基准，机加工环形锻件达工艺要求；其中步骤2和步骤4中，选用的夹持工装均能够与环形锻件贴合适配。
下料切割环形锻料的毛坯形成待粗加工的环形锻件，采用相应的夹持工装固定环形锻件，根据粗加工工艺，分别机加工环形锻件的两端成形，以及分别机加工环形锻件的两端上能够与环形锻件精加工用的夹持工装接触的部位，作为环形锻件精加工的基准面，采用相应的夹持工装固定环形锻件，根据精加工工艺，分别以环形锻件一端的基准面为加工基准，精加工环形锻件的另一端，从而有效控制加工尺寸，整个加工工序中，根据环形锻件的形状选用相应的工装环形锻件，使每道机加工序中，均能使夹持工装与环形锻件贴合适配，并且粗加工和精加工两道工序均对环形锻件的两端分别加工，减少了机加工的切削量，尽可能的减少加工变形，解决了现有了航空环形锻件机加工易变形，难加工，不易把控尺寸的问题。
优选的，步骤2）中，分别采用第一工装夹持环形锻件两端面的内侧部位，车环形锻件两端面的外侧部位形成第一外环槽和第二外环槽。通过第一工装沿环形锻件的内孔夹持环形锻件端面的内侧部位，固定环形锻件后，车环形锻件端面的外侧部位形成第一外环槽，翻转环形锻件，再通过第一工装夹持环形锻件另一端面的内侧部位，车环形锻件另一端面的外侧部位形成第二外环槽，实现采用一种形成的夹持工装，通过翻转零件，并加工零件的两端，实现快速对零件的车削粗加工，能够显著提高环形锻件的粗加工效率。
优选的，步骤2）中，分别采用第一工装夹持环形锻件两端面的外侧部位，车环形锻件两端面的内侧部位形成第一内环槽和第二内环槽。通过第一工装沿环形锻件的外侧夹持环形锻件端面的外侧部位，固定环形锻件后，车环形锻件端面的内侧部位形成第一内环槽，翻转环形锻件，再通过第一工装夹持环形锻件另一端面的外侧部位，车环形锻件另一端面的内侧部位形成第二内环槽，实现采用一种形成的夹持工装，通过翻转零件，并加工零件的两端，实现快速对零件的车削粗加工，能够显著提高环形锻件的粗加工效率。
优选的，所述第一工装包括第一安装台，垫板和压块，所述垫板和环形锻件的内侧壁配合共同形成用于支撑压块的支撑部，所述压块与第一安装台采用螺栓连接，能够使所述压块压紧环形锻件。垫板和环形锻件形成的支撑部支撑压块，旋紧螺栓通过压块将环形锻件压紧在第一安装台上，实现环形锻件的夹持固定。
优选的，步骤4）中采用第二工装通过所述第一外环槽和所述第二外环槽夹持固定环形锻件，车环形锻件的第一内环槽达工艺要求；采用第三工装通过第一内环槽和所述第二外环槽夹持固定环形锻件，车环形锻件的第一外环槽达工艺要求。在航空环形锻件上的第一外环槽和第一内环槽的车削量大，在粗加工完成后，再分别进行通过第一外环槽夹持固定环形锻件，车环形锻件的第一内环槽，以及通过第一内环槽夹持固定环形锻件，车环形锻件的第一外环槽，方便环形锻件的夹持固定，以及针对环形锻件上第一内环槽和第一外环槽分开加工，从而减少单次车削的加工量，进而能够降低环形锻件的加工变形。
优选的，所述第二工装包括第二安装台，压杆和压板，所述第二安装台的台面与第二外环槽的精加工部位贴合适配，所述压杆的一端与压板螺纹连接，另一端与第一外环槽的槽底抵接，所述压板与第二安装台采用螺栓连接，所述压板上还设有用于支撑压板的螺杆。第二工装通过压杆抵接第一外环槽的槽底使环形锻件的精加工部位与第二安装台面压紧贴合，即有利于控制环形锻件的精加工尺寸，又能够减少环形锻件上悬空部位受挤压的面积，从而降低环形锻件受挤压变形的影响。
优选的，所述第三工装包括第三安装台和凸形板，所述第三安装台的台面与第二外环槽的精加工部位贴合适配，所述凸形板与所述第一内环槽贴合适配，所述凸形板与第三安装台采用螺栓连接。旋转螺栓，凸形板将环形锻件压接于第三安装台上，凸形板与第一内环槽贴合适配，第三安装台的台面与第二外环槽的精加工部位贴合适配，环形锻件与工作的接触面积大，可减小受力形变。
优选的，步骤4）中采用第四工装通过第一内环槽和第一外环槽夹持固定环形锻件，车环形锻件的第二内环槽和第二外环槽达工艺要求；采用第五工装通过第二内环槽和第二外环槽夹持固定环形锻件，车环形锻件的蓖齿槽达工艺要求。
优选的，所述第四工装包括第四安装台，所述第四安装台上设有环形凹槽，所述环形凹槽内还设有抵接组件，所述抵接组件与环形凹槽配合用于夹持固定环形锻件，所述第四安装台还设有可调支撑柱，所述可调支撑柱的上端与第一内环槽外延伸部位抵接。通过抵接组件将环形锻件的一端压接固定于环形凹槽内，环形凹槽的内侧壁与环形锻件的接触部位贴合适配，可减少环形锻件的挤压变形，可调支撑柱的上端与第第一内环槽外延伸部位抵接，具有支撑环形锻件的作用，从而实现针对环形锻件的第二内环槽和第二外环槽的机械加工。
优选的，所述第五工装包括第五安装台和压紧板，所述第五安装台的台面与第二内环槽贴合适配，所述压紧板与第五安装台采用螺栓连接，能够使所述环形锻件夹持固定于所述压紧板与所述第五安装台之间，所述支撑台上还设有可调支撑杆，所述可调支撑杆的上端与第二外环槽抵接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种航空环形件加工方法，下料切割环形锻料的毛坯形成待粗加工的环形锻件，采用相应的夹持工装固定环形锻件，根据粗加工工艺，分别机加工环形锻件的两端成形，以及分别机加工环形锻件的两端上能够与环形锻件精加工用的夹持工装接触的部位，作为环形锻件精加工的基准面，采用相应的夹持工装固定环形锻件，根据精加工工艺，分别以环形锻件一端的基准面为加工基准，精加工环形锻件的另一端，从而有效控制加工尺寸，整个加工工序中，根据环形锻件的形状选用相应的工装环形锻件，使每道机加工序中，均能使夹持工装与环形锻件贴合适配，并且粗加工和精加工两道工序均对环形锻件的两端分别加工，减少了机加工的切削量，尽可能的减少加工变形，解决了现有了航空环形锻件机加工易变形，难加工，不易把控尺寸的问题。
本申请其他实施方式的有益效果是：
1.通过第一工装沿环形锻件的内孔夹持环形锻件端面的内侧部位，固定环形锻件后，车环形锻件端面的外侧部位形成第一外环槽，翻转环形锻件，再通过第一工装夹持环形锻件另一端面的内侧部位，车环形锻件另一端面的外侧部位形成第二外环槽，实现采用一种形成的夹持工装，通过翻转零件，并加工零件的两端，实现快速对零件的车削粗加工，能够显著提高环形锻件的粗加工效率。
2. 通过第一工装沿环形锻件的外侧夹持环形锻件端面的外侧部位，固定环形锻件后，车环形锻件端面的内侧部位形成第一内环槽，翻转环形锻件，再通过第一工装夹持环形锻件另一端面的外侧部位，车环形锻件另一端面的内侧部位形成第二内环槽，实现采用一种形成的夹持工装，通过翻转零件，并加工零件的两端，实现快速对零件的车削粗加工，能够显著提高环形锻件的粗加工效率。
3.在航空环形锻件上的第一外环槽和第一内环槽的车削量大，在粗加工完成后，再分别进行通过第一外环槽夹持固定环形锻件，车环形锻件的第一内环槽，以及通过第一内环槽夹持固定环形锻件，车环形锻件的第一外环槽，方便环形锻件的夹持固定，以及针对环形锻件上第一内环槽和第一外环槽分开加工，从而减少单次车削的加工量，进而能够降低环形锻件的加工变形。
5.通过抵接组件将环形锻件的一端压接固定于环形凹槽内，环形凹槽的内侧壁与环形锻件的接触部位贴合适配，可减少环形锻件的挤压变形，可调支撑柱的上端与第第一内环槽外延伸部位抵接，具有支撑环形锻件的作用，从而实现针对环形锻件的第二内环槽和第二外环槽的机械加工。
附图说明
图1为本发明环形锻件加工的工艺流程图。
图2为本发明环形锻件的第一外环槽和第一内环槽粗加工的工装夹持结构示意图。
图3为本发明环形锻件的第二外环槽粗加工的工装夹持结构示意图。
图4为本发明环形锻件的第二内环槽粗加工的工装夹持结构示意图。
图5为本发明环形锻件的第一内环槽精加工的工装夹持结构示意图。
图6为本发明环形锻件的第一外环槽精加工的工装夹持结构示意图。
图7为本发明环形锻件的第二外滑槽和第二内环槽精加工的工装夹持结构示意图。
图8为本发明环形锻件的蓖齿槽加工的工装夹持结构示意图。
图9为本发明第四工装的结构示意图
附图标记
1-第一工装、1a-第一安装台，1b-垫板、1c-压块、2-第一外环槽、3-第二外环槽、4-第一内环槽、5-第二内环槽、6-第二工装、6a-压杆、6b-压板、6c-螺杆、7-第二安装台、8-第三工装、8a-第三安装台、8b-凸形板、9-第四工装、9a-第四安装台、9b-环形凹槽、9c-抵接组件、9c1-圆弧锥面楔块，9c2-双锥面压块，9d-可调支撑柱、10-第五工装、10a-第五安装台、10b-压紧板、10c-可调支撑杆，11-环形锻件，11a-蓖齿槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示本实施例一种航空环形件加工方法，下料切割毛坯形成待粗加工的环形锻件11，采用第一夹持工装固定环形锻件11，分别机加工环形锻件11的一端形成第一外环槽2和第一内环槽4，翻转环形锻件11，机加工环形锻件11的另一端形成加工第二外环槽3和第二内环槽5，采用热消应方式消除零件应力，机加工环形锻件11上能够与环形锻件11精加工用的夹持工装接触的部位形成加工基准面，作为环形锻件11精加工的基准面，采用第二工装6通过第一外环槽2和第二外环槽3夹持固定环形锻件11，根据精加工工艺，以环形锻件11的基准面为加工基准，精加工环形锻件11的第一内环槽4，采用第三工装8通过第一内环槽4和第二外环槽3夹持固定环形锻件11，根据精加工工艺，以环形锻件11的基准面为加工基准，精加工环形锻件11的第一外环槽2达工艺要求，翻转零件，采用第四工装9通过第一外环槽2和第一内环槽4夹持固定环形锻件11，根据精加工工艺，精加工环形锻件11的第二外环槽3和第二内环槽5，翻转零件，采用第五工装10通过第二外环槽3和第二内环槽5夹持固定环形锻件11，根据精加工工艺，精加工环形锻件11的第一外环槽2和第一内环槽4，最后精车蓖齿槽11a及内型面，整个加工工序中，根据环形锻件11每道加工后的形状选用相应的工装环形锻件11，使每道机加工序中，均能使夹持工装与环形锻件11的接触部位贴合适配，并且粗加工和精加工工序中均对环形锻件11的两端分别加工，减少了每次机加工的切削量，尽可能的减少加工变形，解决了现有了航空环形锻件机加工易变形，难加工，不易把控尺寸的问题。
第一工装1沿环形锻件11的内孔夹持环形锻件11端面的内侧部位，固定环形锻件11后，车环形锻件11端面形成第一外环槽2和第一内环槽4，翻转环形锻件11，再通过第一工装1夹持环形锻件11另一端面的内侧部位，车环形锻件11另一端面的外侧部位形成第二外环槽3和第二内环槽5，实现采用一种形成的夹持工装，通过翻转环形锻件11，加工环形锻件11的两端，实现快速对环形锻件的车削粗加工，能够显著提高环形锻件的粗加工效率。
第一工装1包括第一安装台1a，垫板1b和压块1c，垫板1b和环形锻件11的内侧壁共同形成用于支撑压块1c的支撑部，压块1c与第一安装台1a采用螺栓连接，旋紧螺栓通过压块1c将环形锻件11压紧在第一安装台1a上，实现环形锻件11的夹持固定。
第二工装6通过第一外环槽2和第二外环槽3夹持固定环形锻件11，车环形锻件11的第一内环槽4达工艺要求；采用第三工装8通过第一内环槽4和第二外环槽3夹持固定环形锻件11，车环形锻件11的第一外环槽2达工艺要求，在航空环形锻件11上的第一外环槽2和第一内环槽4的车削量大，通过对环形锻件11上第一内环槽4和第一外环槽2分开加工，减少单次车削的加工量，进而能够降低环形锻件11的加工变形。
第二工装6包括第二安装台7，压杆6a和压板6b，第二安装台7的台面与第二外环槽3的精加工部位贴合适配，压杆6a的一端与压板6b螺纹连接，另一端与第一外环槽2的槽底抵接，压板6b与第二安装台7采用螺栓连接，压板6b上还设有用于支撑压板6b的螺杆6c，第二工装6通过压杆6a抵接第一外环槽2的槽底使环形锻件11的精加工部位与第二安装台7的台面压紧贴合，即有利于控制环形锻件11的精加工尺寸，又能够减少环形锻件11上悬空部位受挤压的面积，从而降低环形锻件11受挤压变形的影响。
第三工装8包括第三安装台8a和凸形板8b，所述第三安装台8a的台面与第二外环槽3的精加工部位贴合适配，凸形板8b的圆弧部分与零件的圆弧部完全贴合，压紧处仅限圆弧部，其余均为避空区域，避免零件与工装过多接触部分导致产品受力而产生的变形，凸形板8b与第三安装台8a采用螺栓连接，旋转螺栓，凸形板8b将环形锻件11压接于第三安装台8a上，环形锻件11与第三安装台8a以及凸形板8b的接触面积大，可减小受力形变。
第四工装9包括第四安装台9a，第四安装台9a上设有环形凹槽9b，环形凹槽9b内还设有抵接组件9c，抵接组件9c包括圆弧锥面楔块9c1和双锥面压块9c2，环形凹槽9b的内侧壁与环形锻件9c的接触部位贴合适配，抵接组件9c与环形凹槽9b配合用于夹持固定环形锻件11，第四安装台9a上还设有可调支撑柱9d，所述可调支撑柱9d的上端与第一内环槽4外延伸部位抵接，通过抵接组件9c将环形锻件的一端挤压固定于环形凹槽9b内，环形凹槽9b的内侧壁与环形锻件11的接触部位贴合适配，可减少环形锻件11的挤压变形，从而实现针对环形锻件11的第二内环槽5和第二外环槽3的机械加工。
第五工装10包括第五安装台10a和压紧板10b，所述第五安装台10a的台面与第二内环槽5贴合适配，压紧板10b与第五安装台10a采用螺栓连接，旋转螺栓能够使所述环形锻件夹持固定于所述压紧板10b与所述第五安装台10a之间，所述支撑台10a上还设有可调支撑杆10c，所述可调支撑杆10c的上端与第二内环槽3抵接。
因前序粗车留量相对还是比较多，采用两次精车第一外环槽2和第一内环槽3的方式，减少每次的切削量，使零件应力的逐渐释放，减少每次加工的形变。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种航空环形件加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1）下料，切割毛坯形成待加工的环形锻件；
步骤2）环形锻件粗加工，分别机加工环形锻件的两端面达工艺要求；
步骤3)环形锻件的基准面精加工，分别机加工环形锻件两端与夹持工装接触的部位达工艺要求；
步骤4）环形锻件两端精加工，以环形锻件精加工的基准面为加工基准，机加工环形锻件达工艺要求；
其中步骤2和步骤4中，选用的夹持工装均能够与环形锻件贴合适配；
步骤2）中，分别采用第一工装（1）夹持环形锻件两端面的内侧部位，车环形锻件两端面的外侧部位形成第一外环槽（2）和第二外环槽（3）；
步骤2）中，分别采用第一工装（1）夹持环形锻件两端面的外侧部位，车环形锻件两端面的内侧部位形成第一内环槽（4）和第二内环槽（5）；
所述第一工装（1）包括第一安装台（1a），垫板（1b）和压块（1c），所述垫板（1b）和环形锻件的内侧壁配合共同形成用于支撑压块（1c）的支撑部，所述压块（1c）与第一安装台（1a）采用螺栓连接，能够使所述压块（1c）压紧环形锻件；
步骤4）中采用第二工装（6）通过所述第一外环槽（2）和所述第二外环槽（3）夹持固定环形锻件，车环形锻件的第一内环槽（4）达工艺要求；采用第三工装（8）通过第一内环槽（4）和所述第二外环槽（3）夹持固定环形锻件，车环形锻件的第一外环槽（2）达工艺要求；
所述第二工装（6）包括第二安装台（7），压杆（6a）和压板（6b），所述第二安装台（7）的台面与第二外环槽（3）的精加工部位贴合适配，所述压杆（6a）的一端与压板（6b）螺纹连接，另一端与第一外环槽（2）的槽底抵接，所述压板（6b）与第二安装台（7）采用螺栓连接，所述压板（6b）上还设有用于支撑压板（6b）的螺杆（6c）；
所述第三工装（8）包括第三安装台（8a）和凸形板（8b），所述第三安装台（8a）的台面与第二外环槽（3）的精加工部位贴合适配，所述凸形板（8b）与所述第一内环槽（4）贴合适配，所述凸形板（8b）与第三安装台（8a）采用螺栓连接；
步骤4）中采用第四工装（9）通过第一内环槽（4）和第一外环槽（2）夹持固定环形锻件，车环形锻件的第二内环槽（5）和第二外环槽（3）达工艺要求；采用第五工装（10）通过第二内环槽（5）和第二外环槽（3）夹持固定环形锻件，车环形锻件的蓖齿槽（11a）达工艺要求；
所述第四工装（9）包括第四安装台（9a），所述第四安装台（9a）上设有环形凹槽（9b），所述环形凹槽（9b）内还设有抵接组件（9c），所述抵接组件（9c）与环形凹槽（9b）配合用于夹持固定环形锻件，所述第四安装台（9a）上还设有可调支撑柱（9d），所述可调支撑柱（9d）的上端与第一内环槽（4）外延伸部位抵接；
所述第五工装（10）包括第五安装台（10a）和压紧板（10b），所述第五安装台（10a）的台面与第二内环槽（5）贴合适配，所述压紧板（10b）与第五安装台（10a）采用螺栓连接，能够使所述环形锻件夹持固定于所述压紧板（10b）与所述第五安装台（10a）之间，所述第五安装台（10a）上还设有可调支撑杆（10c），所述可调支撑杆（10c）的上端与第二外环槽（3）抵接。
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