CN115056087B - 硅橡胶内环槽组精密加工的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种硅橡胶内环槽组精密加工的方法，属于航空发动机零部件加工的技术领域，解决现有技术的方法因刀具磨损导致的重复加工精度降低的技术问题。以三氧化二铝且粒度为50#～60#的磨料制成砂轮；所述砂轮的上平面与侧面的夹角为86.5°～87°；所述刀具在数控加工中心进行立式装夹，且满足砂轮切削面上下端面跳动不大于0.03mm、外圆面跳动不大于0.04mm，以所述砂轮的上端面确定为刀具对刀平面，以所述砂轮最大跳动处到砂轮旋转中心确定为刀具半径；数控加工中心设定由上往下的顺序或方式对机匣上硅橡胶环槽组进行精修加工；机检所有硅橡胶环槽是否出现局部超差，本发明提供的硅橡胶环槽组加工的方法，提高加工成品率。

Description

硅橡胶内环槽组精密加工的方法

技术领域

本发明属于航空发动机零部件加工技术领域和硅橡胶加工方法的技术领域，尤其涉及一种硅橡胶内环槽组精密加工的方法。

背景技术

国内首次设计了硅橡胶精密内环槽组结构用于提升发动机性能，解决压气机噪音问题，硅橡胶精密内环槽设置在机匣上，目前国内无相关加工刀具和具体的加工方法。

针对硅橡胶环槽加工，多刃成型车刀满足高效一次合格加工的功能，无法保证重复加工尺寸稳定性和完成返修。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅橡胶内环槽组精密加工的方法，解决现有技术的方法加工因刀具磨损导致的重复加工精度降低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

提供一种硅橡胶内环槽组精密加工的方法，适用于机匣上硅橡胶环槽组的整体和局部加工，所述方法包括：

以三氧化二铝且粒度为50#～60#的磨料制成砂轮；所述砂轮的上平面与侧面的夹角为86.5°～87°，并且上平面的平行度为2N道、下平面的平行度为3N道,N为自然整数；所述砂轮经组装形成刀具；

所述刀具在数控加工中心进行立式装夹，且满足砂轮切削面上下端面跳动不大于0.03mm、外圆面跳动不大于0.04mm；以所述砂轮的上端面确定为刀具对刀平面，以所述砂轮最大跳动处到砂轮旋转中心确定为刀具半径；

数控加工中心设定由上往下的顺序或方式对机匣上硅橡胶环槽组进行精修加工，其中：先用所述砂轮的上端面磨削橡胶环槽的上端面，将每一条环槽上端面加工至预设高度，且相邻的硅橡胶环槽的壁厚至少为1.8mm设计壁厚的余量，完成全部硅橡胶环槽的加工；确定所有硅橡胶环槽的高度尺寸加工合格，所述砂轮下端面由上至下依次将至少为1.8mm设计壁厚加工至设计的壁厚，且在加工过程中通过刀具半径补偿将槽底的接刀台进行接平处理；

机检所有硅橡胶环槽是否出现局部超差，如否，机匣的硅橡胶环槽整体检测，如是，确定局部超差出现的位置，以局部超差基准位置角度确定所述刀具的进刀角度位置，进行精修所出现的接刀台以满足设计要求。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

本案所提供方法，将三氧化二铝特定粒度和尺寸砂轮作为切割硅橡胶的应用，避免加工时出现成条或块状的掉落情况出现，无法满足设计尺寸的加工要求。并通过精密加工，解决硅橡胶环槽在整体和局部加工时出现尺寸超差的修复。

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获得其他的附图。

图1为本发明加工刀具的示意图；

图2为本发明刀具主视剖视图；

图3为本发明硅橡胶环槽组结构示意图；

图4为本发明砂轮技术条件和尺寸示意图；

图5位本发明硅橡胶环槽修整砂轮装置工作对刀的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明提供的硅橡胶内环槽组精密加工的方法，适用于机匣上硅橡胶环槽组的加工，机匣上硅橡胶环槽组如图3所示，所述方法包括：

S101:以三氧化二铝且粒度为50#～60#的磨料制成砂轮，“#”为粒度单位，表示每英寸上孔隙的个数；所述砂轮的上平面与侧面的夹角为86.5°～87°，并且上平面的平行度为2N道、下平面的平行度为3N道,N为自然整数；所述砂轮经组装形成刀具，优选的，砂轮的上平面与侧面的夹角为86.74°，并且上平面的平行度为0.02mm、下平面基于上平面的平行度为0.03mm。具体的：

硅橡胶环槽结构强度低，添加的玻璃珠在加工中会导致车刀金属切削刃磨损造成加工难度的问题。使用传统的砂轮加工硅橡胶时，以成块掉块的方式被切割，呈现出成条或块状掉落，或者因砂轮孔隙堵塞不能长时间切割，无法满足设计尺寸的加工。针对该问题，将现有技术中的三氧化二铝特定粒度和尺寸砂轮作为切割硅橡胶的应用，避免加工时出现成条或块状的掉落情况出现，无法满足设计尺寸的加工要求。并通过精密加工，对硅橡胶环槽在整体和局部加工时出现尺寸超差进行修复。

如图1所示为刀具的结构，使用现有技术的组件进行组装，如图2所示，包括M6型号的螺母a，垫圈b，垫圈d，刀杆f和衬套e，其中，以三氧化二铝且粒度为50#～60#的磨料制成砂轮c。

其次，如图4所示，砂轮的上平面与侧面的夹角的余角为3°～3.5°，优选的，3.26°，解决成型车刀磨损加工时出现让刀的情况，让刀会出现硅橡胶环槽出现凹面或凸面，无法达到设计要求，并且，硅橡胶环槽位于流道面，加工方式是加工成型环槽组，环槽组槽底为变直径流道面，分割多段(例如12段)以适应刀具斜角，在出现让刀时，避免出现转接台的情况，转接台指加工时出现凹凸的平面；

最后，砂轮的上平面的平行度为0.02mm、下平面的平行度为0.03mm，解决出现让刀的情况，硅橡胶邵氏硬度低，如出现倾斜面，加工时容易出现砂轮让刀的情况，致使加工斜面的产生，平行度为0.02、下平面的平行度为0.03的设置，加工硅橡胶环槽时侧壁的受力均匀，能够有效解决出现让刀的情况。

S102:刀具在数控加工中心进行立式装夹，例如，数控加工中心使用M6螺母拧紧刀具，且拧紧力矩6.1～8.3N/m。满足砂轮切削面上下端面跳动不大于0.03mm、外圆面跳动不大于0.04mm；以砂轮最大跳动处到砂轮旋转中心确定为刀具半径；

立式装夹利于上端面对刀，降低初始检查的步骤，并且能够保证加工精度，降低误差累计。砂轮切削面上下端面跳动不大于0.03mm、外圆面跳动不大于0.04mm，且砂轮最大跳动处到砂轮旋转中心确定为刀具半径，以对加工切割时进行补偿，避免修磨时出现不平整和不规整的情况出现。

S103:数控加工中心设定由上往下的顺序或方式对机匣上硅橡胶环槽进行初始加工，其中：

S1031:先用砂轮的上端面磨削橡胶环槽的上端面，将每一条环槽上端面加工至预设高度，且相邻的硅橡胶环槽的壁厚至少为1.8mm设计壁厚的余量，完成全部硅橡胶环槽的加工，具体的：

如图5所示，砂轮上端面磨削橡胶环槽的上端面，轴向进刀面靠近刀具的上平面开始加工，相邻的硅橡胶环槽的壁厚至少为1.8mm设计壁厚的余量的目的是：硅橡胶环槽的强度低，在相邻环槽侧壁受力的作用下产生变形，并且，在加工时环槽切割时，切割面回弹有一个较大的瞬时速率，容易造成环槽变形，致使出现让刀的情况，相邻环槽侧壁的两个面出现凹面和凸面，降低加工质量。砂轮上端面磨削橡胶环槽的上端面，保证硅橡胶环槽的壁厚均匀。

S1032:确定所有硅橡胶环槽的高度尺寸加工合格，砂轮下端面由上至下依次将至少为1.8mm设计壁厚加工至设计的壁厚，且在加工过程中通过刀具半径补偿将槽底的接刀台进行接平处理。上述的接刀台即为侧面出现凹面或凸面的情况，如出现多次让刀，直接导致加工品成为报废品，砂轮下端面再由上至下依次将至少为1.8mm设计壁厚加工至设计的壁厚，配合砂轮上端面磨削橡胶环槽的上端面能够提高成品率；

S104:机检所有硅橡胶环槽是否出现局部超差，如否，机匣的硅橡胶环槽整体检测，如是，确定局部超差出现的位置，以局部超差基准位置角度确定刀具的进刀角度位置，进行精修所出现的接刀台以满足设计要求。局部超差基准位置角度确定刀具的进刀角度位置的目的是：避免硅橡胶在在返修过程中产生挤压掉块问题。并对局部出现的接刀台进行二次检修。

进一步的，对局部超差进行精修加工过程中，使用空气对砂轮进行吹气冷却，保证磨削温度不会过高，并将磨削下的粉末状切屑及时排走，防止粉末粘接，影响砂轮性能，优选的，空气为压缩空气。

上述中所述的硅橡胶环槽组材料的硬度为邵尔硬度60±5，并添加玻璃珠，并且，加工时数控加工中心磨削速度V＝35～40m/s,工件速度Vw＝0.21～0.28m/min，背吃刀量ap＝0.1mm/at,纵向进给fa＝4～10mm/min，满足平稳加工，避免硅橡胶环槽因受力不均出现变形或倾斜的情况出现。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种硅橡胶内环槽组精密加工的方法，适用于机匣上硅橡胶环槽组的加工，其特征在于，所述方法包括：

以三氧化二铝且粒度为50#～60#的磨料制成砂轮；所述砂轮的上平面与侧面的夹角为86.5°～87°，并且上平面的平行度为2N道、下平面的平行度为3N道,N为自然整数；所述砂轮经组装形成刀具；

所述刀具在数控加工中心进行立式装夹，且满足砂轮切削面上下端面跳动不大于0.03mm、外圆面跳动不大于0.04mm；以所述砂轮的上端面确定为刀具对刀平面，以所述砂轮最大跳动处到砂轮旋转中心确定为刀具半径；

数控加工中心设定由上往下的顺序或方式对机匣上硅橡胶环槽组进行精修加工，其中：先用所述砂轮的上端面磨削橡胶环槽的上端面，将每一条环槽上端面加工至预设高度，且相邻的硅橡胶环槽的壁厚至少为1.8mm设计壁厚的余量，完成全部硅橡胶环槽的加工；确定所有硅橡胶环槽的高度尺寸加工合格，所述砂轮下端面由上至下依次将至少为1.8mm设计壁厚加工至设计的壁厚，且在加工过程中通过刀具半径补偿将槽底的接刀台进行接平处理；

机检所有硅橡胶环槽是否出现局部超差，如否，机匣的硅橡胶环槽整体检测，如是，确定局部超差出现的位置，以局部超差基准位置角度确定所述刀具的进刀角度位置，进行精修所出现的接刀台以满足设计要求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对局部超差进行精修加工过程中，使用空气对砂轮进行吹气冷却，保证磨削温度不会过高，并将磨削下的粉末状切屑及时排走，避免堵塞砂轮磨粒间的孔隙。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空气为压缩空气。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硅橡胶环槽组材料的硬度为邵尔硬度60±5，并添加玻璃珠。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，数控加工中心使用M6螺母拧紧所述刀具，且拧紧力矩6.1～8.3N/m。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，数控加工中心磨削速度V＝35～40m/s,工件速度Vw＝0.21～0.28m/min，背吃刀量ap＝0.1mm/at,纵向进给fa＝4～10mm/min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述砂轮的上平面与侧面的夹角为86.74°，并且上平面的平行度为0.02mm、下平面基于上平面的平行度为0.03mm。