CN114536048A - 一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法 - Google Patents

一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法 Download PDF

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池宪
王旭峰
闫兵
邱海鹏
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Abstract

本发明提供一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，用于薄壁圆筒件、变曲率薄壁结构的装夹与加工，曲面随形工装整体设计为外曲面与火焰筒内曲面形状一致、中空圆锥支撑结构，顶端设有用以固定火焰筒的环形沉台，底部设有便于曲面随形工装及火焰筒搬运的均布方槽。该曲面随形工装将火焰筒装夹到五轴高速精密加工设备上。本发明技术方案，能够提高零件与工装接触面积，减少装夹及加工过程中的零件变形，减少装夹次数，提高铣面打孔工作效率。

Description

一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法
技术领域
本发明涉及产品的成型及加工技术领域，特别涉及一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法。
背景技术
火焰筒是航空发动机静止热端部件，材质为SiCf/SiC陶瓷基复合材料，壁厚δ＜3mm，直径与壁厚比达50-80。周向均布Φ15、Φ6孔，大约5000个Φ1.2气膜孔。
火焰筒属于薄壁圆筒件、变曲率薄壁结构，在外力作用下零件易装夹变形，且变形难以控制，加工过程中的切削热、振动等因素导致零件变形、加工精度易损失。加工火焰筒的上下端面、各处外形曲面及周向均布孔时，需要多次装夹，存在装夹找正次数多、时间长、难度大的问题。
因此，如何提供一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，提高零件与工装接触面积，减少装夹及加工过程中的零件变形，减少装夹次数，提高铣面打孔工作效率，已经成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，能够提高零件与工装接触面积，减少装夹及加工过程中的零件变形，减少装夹次数，提高铣面打孔工作效率。
本发明的一个实施例中，一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，用于薄壁圆筒件、变曲率薄壁结构的装夹与加工，包括：
S101、将曲面随形工装8置于五轴高速精密加工设备工作台6上，调整两端带有螺纹结构的螺杆4与曲面随形工装8的相对位置，使螺杆4位于曲面随形工装8的中心位置。
S102、将盖板11的中心槽10套入螺杆4，并放入曲面随形工装8的顶端环形沉台1内，将螺帽9旋入螺杆4，使曲面随形工装8固定至工作台6。
S103、将火焰筒12套入曲面随形工装8，曲面随形工装8的外型面与火焰筒12的内型面贴合。
S104、工作台6旋转至第一预定角度，火焰筒12的待加工表面始终垂直于五轴高速精密加工设备的主轴，使用平头立铣刀或球头铣刀加工火焰筒12的各处外形曲面，使用平头立铣刀加工火焰筒12的上下端面。
S105、工作台6旋转至第二预定角度，火焰筒12的待加工孔始终垂直于五轴高速精密加工设备的主轴，使用平头立铣刀或钻头加工火焰筒12的各处周向均布孔。
进一步地，使用平头立铣刀或球头铣刀加工火焰筒12的各处外形曲面，使用平头立铣刀加工火焰筒12的上下端面，包括：
五轴高速精密加工设备的主轴安装平头立铣刀或球头铣刀，使用平头立铣刀或球头铣刀加工火焰筒12的各处外形曲面，使用平头立铣刀加工火焰筒12的上下端面。
进一步地，使用平头立铣刀或钻头加工火焰筒12的各处周向均布孔，包括：
五轴高速精密加工设备的主轴安装平头立铣刀或钻头，使用平头立铣刀或钻头加工火焰筒12的各处周向均布孔。
进一步地，所述方法，包括：
螺杆4的一端与T型块5连接，T型块5穿入五轴高速精密加工设备工作台6的T型槽7。
进一步地，将火焰筒12套入曲面随形工装8，曲面随形工装8的外型面与火焰筒12的内型面贴合，包括：
将火焰筒12套入曲面随形工装8，经左右旋转调整，使用橡胶棒对称敲击火焰筒12的上端面，使曲面随形工装8的外型面与火焰筒12的内型面贴合。
本发明所带来的有益效果如下：
从上述方案可以看出，本发明实施例中，提供一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，用于薄壁圆筒件、变曲率薄壁结构的装夹与加工，曲面随形工装整体设计为外曲面与火焰筒内曲面形状一致、中空圆锥支撑结构，顶端设有用以固定火焰筒的环形沉台，底部设有便于曲面随形工装及火焰筒搬运的均布方槽。该曲面随形工装将火焰筒装夹到五轴高速精密加工设备上。本发明技术方案，能够提高零件与工装接触面积，减少装夹及加工过程中的零件变形，减少装夹次数，提高铣面打孔工作效率。
附图说明
图1表示本发明实施例的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法的火焰筒曲面随形装夹示意图；
图2表示本发明实施例的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法的曲面随形工装的结构示意图；
图3表示本发明实施例的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法的T型块及螺杆的装夹示意图；
图中，1为环形沉台，2为中空圆锥支撑结构，3为方槽，4为螺杆，5为T型块，6为工作台，7为T型槽，8为曲面随形工装，9为螺帽，10为中心槽，11为盖板，12为火焰筒。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
如图1至图2所示，图1为本发明实施例的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法的火焰筒曲面随形装夹示意图，图2为本发明实施例的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法的曲面随形工装的结构示意图。
一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，用于薄壁圆筒件、变曲率薄壁结构的装夹与加工，包括：
S101、将曲面随形工装8置于五轴高速精密加工设备工作台6上，调整两端带有螺纹结构的螺杆4与曲面随形工装8的相对位置，使螺杆4位于曲面随形工装8的中心位置。
本发明实施例中，将曲面随形工装8置于DMU五轴高速精密加工设备工作台6上，调整两端带有螺纹结构的螺杆4与曲面随形工装8的相对位置，使螺杆4位于曲面随形工装8的中心位置。
S102、将盖板11的中心槽10套入螺杆4，并放入曲面随形工装8的顶端环形沉台1内，将螺帽9旋入螺杆4，使曲面随形工装8固定至工作台6。
S103、将火焰筒12套入曲面随形工装8，曲面随形工装8的外型面与火焰筒12的内型面贴合。
本发明实施例中，将火焰筒12套入曲面随形工装8，经左右旋转调整，使用橡胶棒对称敲击火焰筒12的上端面，使曲面随形工装8的外型面与火焰筒12的内型面贴合。
可以理解的是，本发明实施例的其他实施方式中，也可以采用其他适合工具对火焰筒12的上端面进行对称敲击，使曲面随形工装8的外型面与火焰筒12的内型面紧密贴合，具体选取工具的形式，在此并不进行具体限制。
S104、工作台6旋转至第一预定角度，火焰筒12的待加工表面始终垂直于五轴高速精密加工设备的主轴，使用平头立铣刀或球头铣刀加工火焰筒12的各处外形曲面，使用平头立铣刀加工火焰筒12的上下端面。
本发明实施例中，五轴高速精密加工设备的主轴安装平头立铣刀或球头铣刀，使用平头立铣刀或球头铣刀加工火焰筒12的各处外形曲面，使用平头立铣刀加工火焰筒12的上下端面。
S105、工作台6旋转至第二预定角度，火焰筒12的待加工孔始终垂直于五轴高速精密加工设备的主轴，使用平头立铣刀或钻头加工火焰筒12的各处周向均布孔。
本发明实施例中，五轴高速精密加工设备的主轴安装平头立铣刀或钻头，使用平头立铣刀或钻头加工火焰筒12的各处周向均布孔。
如图3所示，图3为本发明实施例的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法的T型块及螺杆的装夹示意图。
图3中，螺杆4的一端与T型块5连接，T型块5穿入五轴高速精密加工设备工作台6的T型槽7。
本发明实施例的一个实施方式中，将带螺纹孔的T型块5穿入DMU五轴高速精密加工设备工作台6的T型槽7中，将两侧均带螺纹的螺杆4旋入T型块的螺纹孔。
本发明实施例中，一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，用于薄壁圆筒件、变曲率薄壁结构的装夹与加工，曲面随形工装整体设计为外曲面与火焰筒内曲面形状一致、中空圆锥支撑结构，顶端设有用以固定火焰筒的环形沉台，底部设有便于曲面随形工装及火焰筒搬运的均布方槽。该曲面随形工装将火焰筒装夹到五轴高速精密加工设备上。本发明技术方案，能够提高零件与工装接触面积，减少装夹及加工过程中的零件变形，减少装夹次数，提高铣面打孔工作效率。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，用于薄壁圆筒件、变曲率薄壁结构的装夹与加工，其特征在于，所述方法，包括：
S101、将曲面随形工装(8)置于五轴高速精密加工设备工作台(6)上，调整两端带有螺纹结构的螺杆(4)与所述曲面随形工装(8)的相对位置，使所述螺杆(4)位于所述曲面随形工装(8)的中心位置；
S102、将盖板(11)的中心槽(10)套入所述螺杆(4)，并放入所述曲面随形工装(8)的顶端环形沉台(1)内，将螺帽(9)旋入所述螺杆(4)，使所述曲面随形工装(8)固定至工作台(6)；
S103、将火焰筒(12)套入所述曲面随形工装(8)，所述曲面随形工装(8)的外型面与所述火焰筒(12)的内型面贴合；
S104、所述工作台(6)旋转至第一预定角度，所述火焰筒(12)的待加工表面始终垂直于所述五轴高速精密加工设备的主轴，使用平头立铣刀或球头铣刀加工所述火焰筒(12)的各处外形曲面，使用平头立铣刀加工所述火焰筒(12)的上下端面；
S105、所述工作台(6)旋转至第二预定角度，所述火焰筒(12)的待加工孔始终垂直于所述五轴高速精密加工设备的主轴，使用平头立铣刀或钻头加工所述火焰筒(12)的各处周向均布孔。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，其特征在于，使用平头立铣刀或球头铣刀加工所述火焰筒(12)的各处外形曲面，使用平头立铣刀加工所述火焰筒(12)的上下端面，包括：
所述五轴高速精密加工设备的主轴安装平头立铣刀或球头铣刀，使用平头立铣刀或球头铣刀加工所述火焰筒(12)的各处外形曲面，使用平头立铣刀加工所述火焰筒(12)的上下端面。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，其特征在于，使用平头立铣刀或钻头加工所述火焰筒(12)的各处周向均布孔，包括：
所述五轴高速精密加工设备的主轴安装平头立铣刀或钻头，使用平头立铣刀或钻头加工所述火焰筒(12)的各处周向均布孔。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，其特征在于，所述方法，包括：
所述螺杆(4)的一端与T型块(5)连接，所述T型块(5)穿入所述五轴高速精密加工设备工作台(6)的T型槽(7)。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅薄壁火焰筒的曲面随形装夹及铣面打孔方法，其特征在于，将火焰筒(12)套入所述曲面随形工装(8)，所述曲面随形工装(8)的外型面与所述火焰筒(12)的内型面贴合，包括：
将火焰筒(12)套入所述曲面随形工装(8)，经左右旋转调整，使用橡胶棒对称敲击所述火焰筒(12)的上端面，使曲面随形工装(8)的外型面与火焰筒(12)的内型面贴合。
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