CN113770663B - 一种薄壁减震器环高精密加工方法 - Google Patents

一种薄壁减震器环高精密加工方法 Download PDF

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Abstract

一种薄壁减震器环高精密加工方法,包括以下工序:工序S1:采用锻件进行热处理,得到坯料;工序S2:粗加工,车削端面、外圆及内孔,并留余量,铣削下端面上的凹槽以及上端面上的凸耳,进行去应力热处理后得到粗加工零件;工序S3:精加工,包括步骤S31:数控铣磨内型面;步骤S32:数控铣磨外型面;工序S4:后处理,对工序S3中得到的精加工零件进行磁力探伤、表面处理,得到减震器环零件。本发明中采用数控铣磨对减震器环零件的内型面和外型面进行加工,克服了传统慢走丝加工效率低、存在电腐蚀层的问题,同时克服了采用数控铣削结合人工抛光的方法需要进行后续大面积的抛光且质量不稳定的问题,提高了减震器环零件的加工效率和加工质量。

Description

一种薄壁减震器环高精密加工方法
技术领域
本发明涉及航空发动机零件加工技术领域,尤其涉及一种薄壁减震器环高精密加工方法。
背景技术
减震器环(结构如图1至图3所示)是某型航空发动机上的重要零件,为薄壁环状结构,该零件外圆与机匣内孔过盈配合,内孔与轴承外圈配合,既能吸收从传动系统中传递过来的振动源,起到吸振、减振的效果,又能储存润滑油起到润滑轴承的作用。内圆和外圆上分别具有多个高度为0.15mm凸台,凸台的圆柱度为0.0075mm,内、外圆型面加工表面粗糙度要求Ra0.4、Ra0.8,内圆和外圆上凸台具有严格的尺寸要求。
对于减震器环的加工,传统工艺主要是采用慢走丝加工、或者数控铣削结合人工抛光的方法进行。采用慢走丝加工,通过反复切割保证粗糙度达到Ra0.8,然后进行抛光,但是慢走丝加工效率极低,且存在电腐蚀层的影响。采用数控铣削结合人工抛光的方法,虽然相对于慢走丝加工方法效率有所提高,但是但数控铣削后表面粗糙度最多达到Ra1.6,需要进行后续大面积的抛光,人工抛光的效率低且质量不稳定,容易因为人为因素而导致加工表面出现小凹坑或划痕。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种薄壁减震器环高精密加工方法,旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的,本发明提出一种薄壁减震器环高精密加工方法,包括以下工序:
工序S1:采用锻件进行热处理,得到坯料;
工序S2:粗加工,车削端面、外圆及内孔,并留余量,铣削下端面上的凹槽以及上端面上的凸耳,进行去应力热处理后得到粗加工零件;
工序S3:精加工,精加工工序包括以下步骤:步骤S31:数控铣磨内型面;步骤S32:数控铣磨外型面,之后得到精加工零件;
工序S4:后处理,对工序S3中得到的精加工零件进行磁力探伤、表面处理,得到减震器环零件。
优选的,在工序S3中,进行步骤S31数控铣磨内型面之前,对工件的上端面以及下端面进行平磨,校正基准。
优选的,在工序S3中,步骤S31数控铣磨内型面和步骤S32数控铣磨外型面均采用RXP600DSH铣磨复合中心进行加工。
优选的,在工序S3中,进行步骤S31数控铣磨内型面时,将工件安装在内型面铣磨夹具内进行内型面铣磨加工,所述内型面铣磨夹具包括夹持环,在夹持环上设置有夹持孔,在所述夹持孔的下方设置有限位台;工件放置在夹持孔内,工件的下端抵靠在限位台上,对工件的上端面进行压紧。
优选的,工件的外圆与夹持孔之间的间隙为0.01~0.03mm。
优选的,在工序S3中,进行步骤S32数控铣磨外型面时,将工件安装在外型面铣磨夹具上进行外型面铣磨加工,所述外型面铣磨夹具包括:基座、设置在基座上的定位台、设置在定位台上的定位芯轴、以及设置在定位芯轴上的螺柱,在螺柱上穿设有压板和螺母;在定位台和定位芯轴上设置有空开槽;工件安装在定位芯轴上,工件上的凸耳位于空开槽内。
优选的,在所述定位芯轴的外表面上设置有与工件的内型面形状相反的型面。
优选的,所述基座、定位台、定位芯轴、以及螺柱为一体成型制作。
优选的,在工序S3中,步骤S31数控铣磨内型面和步骤S32数控铣磨外型面,均采用等高加工沿轮廓进行铣削和磨削;其中铣削后留磨余量为0.1mm,铣削包括粗铣和精铣,铣削加工参数为:粗铣:S=1200r/min,F=100mm/min,精铣:S=1500r/min,F=120mm/min;磨削包括粗磨和精磨,粗磨留余量0.04mm,磨削加工参数为:粗磨:S=15000r/min,径向进刀量0.005mm/次,F=188mm/min,精磨:S=18000r/min,径向进刀量0.002mm/次,F=100mm/min。
优选的,步骤S4中,所述表面处理采用磷化处理。
本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明中采用数控铣磨对减震器环零件的内型面和外型面进行加工,克服了传统慢走丝加工效率低、存在电腐蚀层的问题,同时克服了采用数控铣削结合人工抛光的方法需要进行后续大面积的抛光且质量不稳定的问题,提高了减震器环零件的加工效率、且零件加工的一致性好,零件外观质量显著提升。
(2)由于减震器环零件为薄壁零件,加工装夹时不能采用径向压紧,在数控铣磨内型面时,通过采用内型面铣磨夹具,将工件放置在夹持孔内,并通过对工件端面采用轴向压紧的方式进行压紧;另外,在数控铣磨外型面时,采用外型面铣磨夹具对工件进行夹持,同样也采用轴向压紧的方式。通过采用内型面铣磨夹具、外型面铣磨夹具,解决了工件压紧困难的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为减震器环零件的结构示意图;
图2为减震器环零件的精度要求示意图;
图3为图2中A处的结构放大图;
图4为内型面铣磨夹具的结构示意图;
图5为工件安装在内型面铣磨夹具中的结构示意图;
图6为外型面铣磨夹具的结构示意图;
图7为数控铣磨外型面时候的走刀轨迹示意图;
附图标号说明:10-减震器环零件;101-凹槽;102-凸耳;103-凸台;20-夹持环;201-夹持孔;202-限位台;300-基座;301-定位台;302-定位芯轴;303-压板;304-螺柱;305-螺母;306-空开槽。
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示,为减震器环零件10的结构示意图,该零件为薄壁环状结构,在上端面上设置有凸耳102,在下端面上设置有凹槽101,在内圆和外外圆上分别具有多个高度为0.15mm凸台103。
如图2、图3所示,为减震器环零件10的精度要求示意图,凸台的圆柱度为0.0075mm,内、外圆型面加工表面粗糙度要求Ra0.4、Ra0.8。
一种薄壁减震器环高精密加工方法,包括以下工序:
工序S1:采用锻件进行热处理,得到坯料;
工序S2:粗加工,车削端面、外圆及内孔,并留余量,铣削下端面上的凹槽以及上端面上的凸耳,进行去应力热处理后得到粗加工零件;
工序S3:精加工,精加工工序包括以下步骤:步骤S31:数控铣磨内型面;步骤S32:数控铣磨外型面,之后得到精加工零件;
工序S4:后处理,对工序S3中得到的精加工零件进行磁力探伤、表面处理,得到减震器环零件10,所述表面处理采用磷化处理。
在本实施例中,在工序S3中,进行步骤S31数控铣磨内型面之前,对工件的上端面以及下端面进行平磨,校正基准。
在本实施例中,在工序S3中,步骤S31数控铣磨内型面和步骤S32数控铣磨外型面均采用RXP600DSH铣磨复合中心进行加工。
在本实施例中,如图4、图5所示,在工序S3中,进行步骤S31数控铣磨内型面时,将工件安装在内型面铣磨夹具内进行内型面铣磨加工,所述内型面铣磨夹具包括夹持环20,在夹持环20上设置有夹持孔201,在所述夹持孔201的下方设置有限位台202;工件放置在夹持孔201内,工件的下端抵靠在限位台202上,对工件的上端面进行压紧。利用工件的外圆E与夹持孔201的内圆进行径向定位,利用工件上的下端面D抵靠在限位台202上进行轴向定位,对工件的上端面F进行压紧,工件的外圆与夹持孔201之间的间隙为0.01~0.03mm。
在本实施例中,在工序S3中,进行步骤S32数控铣磨外型面时,将工件安装在外型面铣磨夹具上进行外型面铣磨加工,所述外型面铣磨夹具包括:基座300、设置在基座300上的定位台301、设置在定位台301上的定位芯轴302、以及设置在定位芯轴302上的螺柱304,在螺柱304上穿设有压板303和螺母305;在定位台301和定位芯轴302上设置有空开槽306;工件安装在定位芯轴302上,工件上的凸耳102位于空开槽306内。在所述定位芯轴302的外表面上设置有与工件的内型面形状相反的型面。将工件安装在定位芯轴302上,由于减震器环薄壁零件,定位芯轴302的外型面与工件上已经加工好的内型面相互配合,避免在对工件的外型面进行加工时,相邻凸台103之间的部位发生变形,保证整个工件的加工精度。
在本实施例中,如图6所示,外型面铣磨夹具的基座300、定位台301、定位芯轴302、以及螺柱304为一体成型制作。若各部件采用单独制造,各部件装配成外型面铣磨夹具时存在加工误差累计,容易降低外型面铣磨夹具的精度,采用一体成型制造,有助于提高外型面铣磨夹具的进度。
在本实施例中,在工序S3中,步骤S31数控铣磨内型面和步骤S32数控铣磨外型面,均采用等高加工沿轮廓进行铣削和磨削;其中铣削后留磨余量为0.1mm,铣削包括粗铣和精铣,铣削加工参数为:粗铣:S=1200r/min,F=100mm/min,精铣:S=1500r/min,F=120mm/min;磨削包括粗磨和精磨,粗磨留余量0.04mm,磨削加工参数为:粗磨:S=15000r/min,径向进刀量0.005mm/次,F=188mm/min,精磨:S=18000r/min,径向进刀量0.002mm/次,F=100mm/min。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种薄壁减震器环高精密加工方法,其特征在于,包括以下工序:
工序S1:采用锻件进行热处理,得到坯料;
工序S2:粗加工,车削端面、外圆及内孔,并留余量,铣削下端面上的凹槽以及上端面上的凸耳,进行去应力热处理后得到粗加工零件;
工序S3:精加工,精加工工序包括以下步骤:步骤S31:数控铣磨内型面;步骤S32:数控铣磨外型面,之后得到精加工零件;
工序S4:后处理,对工序S3中得到的精加工零件进行磁力探伤、表面处理,得到减震器环零件(10);
在工序S3中,步骤S31数控铣磨内型面和步骤S32数控铣磨外型面,均采用等高加工沿轮廓进行铣削和磨削;其中铣削后留磨余量为0.1mm,铣削包括粗铣和精铣,铣削加工参数为:粗铣:S=1200r/min,F=100mm/min,精铣:S=1500r/min,F=120mm/min;磨削包括粗磨和精磨,粗磨留余量0.04mm,磨削加工参数为:粗磨:S=15000r/min,径向进刀量0.005mm/次,F=188mm/min,精磨:S=18000r/min,径向进刀量0.002mm/次,F=100mm/min;
在数控铣磨内型面时,通过采用内型面铣磨夹具,将工件放置在夹持孔内,并通过对工件端面采用轴向压紧的方式进行压紧;在数控铣磨外型面时,采用外型面铣磨夹具对工件进行夹持,同样也采用轴向压紧的方式。
2.如权利要求1所述的一种薄壁减震器环高精密加工方法,其特征在于:在工序S3中,进行步骤S31数控铣磨内型面之前,对工件的上端面以及下端面进行平磨,校正基准。
3.如权利要求1所述的一种薄壁减震器环高精密加工方法,其特征在于:在工序S3中,步骤S31数控铣磨内型面和步骤S32数控铣磨外型面均采用RXP600DSH铣磨复合中心进行加工。
4.如权利要求1所述的一种薄壁减震器环高精密加工方法,其特征在于:在工序S3中,进行步骤S31数控铣磨内型面时,将工件安装在内型面铣磨夹具内进行内型面铣磨加工,所述内型面铣磨夹具包括夹持环(20),在夹持环(20)上设置有夹持孔(201),在所述夹持孔(201)的下方设置有限位台(202);工件放置在夹持孔(201)内,工件的下端抵靠在限位台(202)上,对工件的上端面进行压紧。
5.如权利要求4所述的一种薄壁减震器环高精密加工方法,其特征在于:工件的外圆与夹持孔(201)之间的间隙为0.01~0.03mm。
6.如权利要求1所述的一种薄壁减震器环高精密加工方法,其特征在于:在工序S3中,进行步骤S32数控铣磨外型面时,将工件安装在外型面铣磨夹具上进行外型面铣磨加工,所述外型面铣磨夹具包括:基座(300)、设置在基座(300)上的定位台(301)、设置在定位台(301)上的定位芯轴(302)、以及设置在定位芯轴(302)上的螺柱(304),在螺柱(304)上穿设有压板(303)和螺母(305);在定位台(301)和定位芯轴(302)上设置有空开槽(306);工件安装在定位芯轴(302)上,工件上的凸耳(102)位于空开槽(306)内。
7.如权利要求6所述的一种薄壁减震器环高精密加工方法,其特征在于:在所述定位芯轴(302)的外表面上设置有与工件的内型面形状相反的型面。
8.如权利要求6或7所述的一种薄壁减震器环高精密加工方法,其特征在于:所述基座(300)、定位台(301)、定位芯轴(302)、以及螺柱(304)为一体成型制作。
9.如权利要求1所述的一种薄壁减震器环高精密加工方法,其特征在于:步骤S4中,所述表面处理采用磷化处理。
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