CN117300893A - 开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具及磨削加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具及磨削加工方法,包括同轴布设的底盘、定位衬套、定位环、安装轴及压环,定位衬套和定位环均安装于底盘上,定位衬套的中心开设有定心孔,安装轴包括用于插入定心孔的第一定心段、用于承载待加工零件的承载段及用于拔出安装轴的拔轴段,承载段与待加工零件的内圆面间隙配合,定位环的中心开设有阶梯孔,阶梯孔包括与承载段间隙配合的第一段、与待加工零件的外圆面间隙配合的第二段及用于连接第一段与第二段的连接段,压环与连接段配合沿定位环的轴向方向压紧待加工零件,其能保证零件的尺寸满足精度要求,同时可实现一次加工多个待加工零件,能大幅提升加工产品的合格率和生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域,特别地,涉及一种开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具。此外,本发明还涉及一种利用上述开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具的内孔磨削加工方法。
背景技术
航空发动机油膜封严环是一种具有弹性的开口内缩型金属密封件,通过控制其内孔与对象件外圆之间的透光率和透光间隙来实现工作,它的性能好坏将直接影响发动机的使用寿命;看似简单的航空发动机开口内缩型油膜封严环,国内乃至国外能够专业生产的企业很少。开口内缩型油膜封严环的结构如图1所示,开口内缩型油膜封严环存在两种状态,即自由状态与工作状态;如图1(b)所示,自由状态为开口内缩型油膜封严环的原始状态;如图1(c)所示,工作状态为开口内缩型油膜封严环与对象件的组合状态,工作状态不仅要求开口尺寸为0.4±0.2mm(2处),同时要求放入对象件中,开口内缩型油膜封严环的内孔与对象件外圆之间的径向透光率不能超过50%,且透光间隙不能超过0.05mm。透光是对开口内缩型油膜封严环的内孔圆度的一种测量方法,主要是通过将开口内缩型油膜封严环以模拟装配形式装配到样圈外径,通过透光装置,观察开口内缩型油膜封严环的内径与样圈外径装配处的透光程度。
现有的开口内缩金属密封环的磨削加工方法,因基准互换及粗加工公差累计误差,固溶稳定时效后的待加工零件的开口尺寸不一致,由于工作开口尺寸不一致,零件只能在内磨工序进行调整,根据以往的经验,必须要通过粗磨—半精磨—精磨三个循环,才能保证零件工作开口尺寸合格、透光精度合格的同时,壁厚尺寸也合格;即需进行粗内圆磨—粗外圆磨—半精内圆磨—半精外圆磨—精内圆磨—精外圆磨,共六道工序,通过三道内圆磨工序保证开口内缩型油膜封严环的工作开口尺寸和内孔透光精度,通过三道外圆磨工序保证开口内缩型油膜封严环的径向壁厚尺寸;这种加工方式加工效率低、加工周期长;此外,由于开口内缩型油膜封严环属于典型的薄壁开口弹性件,且为交叉开口结构,在实际加工中易变形,工作状态的开口尺寸、内孔透光率及透光间隙的精度要求很难保证,平均合格率仅12.66%,难以满足交付需求。
发明内容
本发明提供了一种开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具及磨削加工方法,以解决现有技术中开口内缩金属密封环在实际加工中易变形,工作状态的开口尺寸、内孔透光率及透光间隙的精度要求很难保证,加工效率低、加工周期长的技术问题。
根据本发明的一个方面,提供一种开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,用于将多个圆环形的待加工零件同轴定位,包括同轴布设的底盘、定位衬套、定位环、安装轴及压环,所述定位衬套和所述定位环均安装于所述底盘上,所述定位衬套的中心开设有定心孔,所述安装轴包括用于插入所述定心孔的第一定心段、用于承载待加工零件的承载段及用于拔出所述安装轴的拔轴段,所述承载段与待加工零件的内圆面间隙配合,所述定位环的中心开设有阶梯孔,所述阶梯孔包括与所述承载段间隙配合的第一段、与待加工零件的外圆面间隙配合的第二段及用于连接所述第一段与所述第二段的连接段,所述压环与所述定位环远离所述底盘的一端连接,并与所述连接段配合沿所述定位环的轴向方向压紧待加工零件。
进一步地,所述安装轴上布设有与所述压环间隙配合的第二定心段,所述第二定心段布设于所述承载段与拔轴段之间。
进一步地,还包括用于隔开所述压环与待加工零件的垫圈,所述垫圈的外圆面与所述第二段间隙配合,所述垫圈的径向厚度小于待加工零件的径向厚度。
进一步地,还包括安装轴拔卸机构,所述安装轴拔卸机构包括用于连接所述底盘的支杆、布设有所述支杆上的盖板、穿过所述盖板且与所述盖板运动连接的拔轴杆、布设于所述拔轴杆第一端上的驱动件及布设于所述拔轴杆第二端上的用于连接所述拔轴段的连接组件,所述连接组件包括与所述拔轴杆第二端连接的连接套及布设于所述连接套上的第一固定件,所述拔轴段嵌入所述连接套后通过所述第一固定件定位。
进一步地,所述盖板上布设有螺纹衬套,所述拔轴杆与所述螺纹衬套通过螺纹连接。
进一步地,所述拔轴杆的第二端上布设有限位块、推力轴承及第二固定件,所述推力轴承嵌设于所述连接套内,所述拔轴杆依次穿过所述推力轴承及所述连接套,所述限位块抵接所述推力轴承,所述第二固定件抵接所述连接套。
根据本发明的另一方面,还提供了一种开口内缩金属密封环的磨削加工方法,其利用上所述的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,包括以下步骤:
S1、毛坯,制得高温合金丝料毛坯;
S2、钳工滚扎,将毛坯滚扎成圆环坯料;
S3、钳工定圆,在夹具中校圆,并去除余料;
S4、氩弧焊接,将S3处理后的圆环坯料的焊接成整圆坯料;
S5、车内孔及外圆,对整圆坯料进行内孔及外圆粗加工;
S6、双面研磨平面,对S5处理后的整圆坯料进行内圆及外圆研磨;
S7、线切割,对S5处理后的整圆坯料进行割开口及粗加工开口型面,
S8、工具磨,精加工开口型面;
S9、热处理,固溶稳定时效;
S10、钳工分组,测量工作开口尺寸,对工作开口尺寸进行分组,以确定安装轴的承载段的直径;
S11、内圆磨,将开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具安装在机床上,将分组后的待加工零件装配于开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具内,启动机床对第二段内的待加工零件的内孔进行磨削;
S12、外圆磨,将S11处理后的待加工零件的内孔贴合装于与样圈外径相同的标准安装轴上,对其外圆面进行磨削;
S13、检验,检查零件所有加工尺寸,特别检查S11零件内孔磨削后的内孔透光率及透光间隙。
进一步地,所述S10、钳工分组的具体包括以下步骤:
将S9处理后的待加工零件装配到与样圈外径相同的标准安装轴上,测量待加工零件的工作开口尺寸,设定分组公差并根据工作开口尺寸的尺寸对待加工零件进行分组,设计与不同分组对应的安装轴的承载段的直径。
进一步地,所述S11、内圆磨具体包括以下步骤:
将定位衬套和定位环安装于底盘上,底盘安装于机床上,将待多个待加工零件的内孔贴合装于安装轴的承载段的外圆上,根据待加工零件装的数量选择合适厚度的垫圈,再将安装轴的第一定心段插入定位衬套的定心孔内,此时,抱箍于承载段外圆上的待加工零件的外圆面通过定位环的第二段压紧,将压环与定位环固定连接,以使得多个待加工零件沿第二段的轴向方向被压紧,将支杆与底盘固定连接,拔轴段与连接组件固定连接,通过驱动件带动拔轴杆将安装轴拔出,启动机床对第二段内的多个待加工零件的内孔进行磨削。
进一步地,将待多个待加工零件的内孔贴合装于安装轴的承载段的外圆上时,相邻两个待加工零件的开口之间的夹角为90°。
本发明具有以下有益效果:
本发明的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,使用时,将定位衬套和定位环安装于底盘上,底盘安装于机床上,将待多个待加工零件的内孔贴合装于安装轴的承载段的外圆上,使得多个待加工零件沿安装轴的轴向方向排布且抱箍于承载段上,再将安装轴的第一定心段插入定位衬套的定心孔内,此时,抱箍于承载段外圆上的待加工零件的外圆面通过定位环的第二段压紧,再将压环与定位环远离底盘的一端固定连接,最左端的待加工零件与连接段抵接,最右端的待加工零件与压环抵接,能保证所有多个待加工零件同轴排布,同时使得多个待加工零件沿第二段的轴向方向被压紧,由于所有的待加工零件的轴向方向和外圆面均被压紧限位,能避免交叉开口结构的薄壁开口弹性件在加工的过程中变形,从而保证零件工作状态开口尺寸、工作状态内孔径向透光率及透光间隙都能同时满足精度要求,同时可实现一次加工多个待加工零件,能大幅提升加工产品的合格率和生产效率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是开口内缩型油膜封严环的结构示意图,图1(a)为开口内缩型油膜封严环的主视图,图1(b)为图1(a)中A方向观察自由状态下开口的结构示意图,图1(c)为图1(a)中A方向观察工作状态下开口的结构示意图;
图2是本发明优选实施例的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具的结构示意图;
图3是本发明优选实施例的定位环的结构示意图;
图4是本发明优选实施例的安装轴的结构示意图;
图5是本发明优选实施例的安装轴拔卸机构的结构示意图;
图6是本发明优选实施例的拔出安装轴后的结构示意图。
图例说明:
100、待加工零件;1、底盘;11、定位槽;12、安装孔;2、定位衬套;21、定心孔;3、定位环;31、第一段;32、第二段;33、连接段;4、安装轴;41、第一定心段;42、承载段;43、拔轴段;431、拔轴孔;44、第二定心段;5、压环;51、定位槽;6、垫圈;7、安装轴拔卸机构;71、支杆;72、盖板;721、螺纹衬套;722、定位销;723、开口销;73、拔轴杆;731、限位块;732、推力轴承;733、第二固定件;74、驱动件;75、连接组件;751、连接套;752、第一固定件;81、第一螺钉;82、第一螺钉;83、第一螺钉。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
请一并参阅图2至图6,本实施例的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,用于将多个圆环形的待加工零件100同轴定位,包括同轴布设的底盘1、定位衬套2、定位环3、安装轴4及压环5,定位衬套2和定位环3均安装于底盘1上,定位衬套2通过第一螺钉81与底盘1固定连接,定位环3通过第二螺钉82与底盘1固定连接,定位衬套2的中心开设有定心孔21,安装轴4包括用于插入定心孔21的第一定心段41、用于承载待加工零件100的承载段42及用于拔出安装轴4的拔轴段43,承载段42与待加工零件100的内圆面间隙配合,第一定心段41、承载段42及拔轴段43同轴布设,定位环3的中心开设有阶梯孔,阶梯孔包括与承载段42间隙配合的第一段31、与待加工零件100的外圆面间隙配合的第二段32及用于连接第一段31与第二段32的连接段33,压环5与定位环3远离底盘1的一端连接,并与连接段33配合沿定位环3的轴向方向压紧待加工零件100。
本实施例的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,使用时,将定位衬套2和定位环3安装于底盘1上,底盘1安装于机床上,将待多个待加工零件100的内孔贴合装于安装轴4的承载段42的外圆上,使得多个待加工零件100沿安装轴4的轴向方向排布且抱箍于承载段42上,再将安装轴4的第一定心段41插入定位衬套2的定心孔21内,此时,抱箍于承载段42外圆上的待加工零件100的外圆面通过定位环3的第二段32压紧,再将压环5与定位环3远离底盘1的一端固定连接,最左端的待加工零件100与连接段33抵接,最右端的待加工零件100与压环5抵接,能保证所有多个待加工零件100同轴排布,同时使得多个待加工零件100沿第二段32的轴向方向被压紧,由于所有的待加工零件100的轴向方向和外圆面均被压紧限位,能避免交叉开口结构的薄壁开口弹性件在加工的过程中变形,从而保证零件工作状态开口尺寸、工作状态内孔径向透光率及透光间隙都能同时满足精度要求,同时可实现一次加工多个待加工零件100的批量加工,能大幅提升加工产品的合格率和生产效率。可选地,压环5上开设有用于插入定位环3的定位槽51,使用时,定位环3远离底盘1的一端插入定位槽51,并通过第三螺钉83穿过定位槽51与定位环3远离底盘1的一端固定连接。可选地,压环5与定位环3远离底盘1的一端亦可通过螺纹连接。可选地,底盘1的圆周壁上开设有用于连接机床的定位槽11,定位槽11的平面跳动不小于或等于0.02mm,以保证加工精度。可选地,多个待加工零件100沿安装轴4的轴向方向排布且抱箍于承载段42上时,相邻两个待加工零件100的开口之间的夹角为90°。
本实施例中,安装轴4上布设有与压环5间隙配合的第二定心段44,第二定心段44布设于承载段42与拔轴段43之间,通过第二定心段44与压环5间隙配合,避免安装轴4的轴线偏移,进一步保证所有的待加工零件100与压环5同轴排布,从而保证加工精度,提升产品合格率。
本实施例中,还包括用于隔开压环5与待加工零件100的垫圈6,垫圈6的外圆面与第二段32间隙配合,垫圈6的径向厚度小于待加工零件100的径向厚度,以避免磨削待加工零件100的内孔时,砂轮与垫圈6干涉,一方面为最右端的待加工零件100留出加工空间,另一方面避免垫圈6损坏。可选地,垫圈6沿其轴向方向的厚度可设计多个不同规格,例如可设计为3mm、5mm、10mm或者其他厚度,使用时,根据待加工零件100装的数量选择合适厚度的垫圈6,以保证压环5能通过垫圈6压紧待加工零件100。
本实施例中,还包括安装轴拔卸机构7,安装轴拔卸机构7包括用于连接底盘1的支杆71、布设有支杆71上的盖板72、穿过盖板72且与盖板72运动连接的拔轴杆73、布设于拔轴杆73第一端上的驱动件74及布设于拔轴杆73第二端上的用于连接拔轴段43的连接组件75,连接组件75包括与拔轴杆73第二端连接的连接套751及布设于连接套751上的第一固定件752,拔轴段43嵌入连接套751后通过第一固定件752定位,拔轴段43、连接套751及拔轴杆73同轴布设。具体的,支杆71为三个,底盘1上开设有与支杆71对应的安装孔12,使用时,将支杆71插入相应的安装孔12,并通过螺钉固定,再将连接套751套在拔轴段43上,并通过第一固定件752将连接套751与拔轴段43固定连接,然后通过驱动件74带动拔轴杆73后移,从而将安装轴4拔出,以进行后续的内孔磨削加工。可选地,拔轴段43上沿其径向开设有拔轴孔431,第一固定件752为销钉,使用时,第一固定件752穿过拔轴孔431,从而使得连接套751与拔轴段43固定连接,可以理解的是,连接套751与拔轴段43亦可通过螺纹连接。可选地,拔轴杆73与盖板72滑动连接,驱动件74为手柄、气缸、液压缸或马达,通过驱动件74带动拔轴杆73沿轴向向后滑动,从而将安装轴4拔出。
本实施例中,盖板72上布设有螺纹衬套721,拔轴杆73与螺纹衬套721通过螺纹连接,使用时,通过驱动件74带动拔轴杆73转动,从而使得拔轴杆73沿轴向向后移动,从而将安装轴4拔出。可选地,驱动件74为手柄或马达,以带动拔轴杆73转动。可选地,驱动件74为手柄,手柄沿拔轴杆73的径向方向布设,且与拔轴杆73滑动连接,以便于增加力矩。可选地,螺纹衬套721与盖板72为一体成型。可选地,螺纹衬套721与盖板72通过螺纹连接。可选地,螺纹衬套721与盖板72通过定位销722进行限位,以避免螺纹衬套721转动,定位销722上布设有开口销723,以防止定位销722滑脱。可选地,螺纹衬套721与盖板72通过螺钉固定连接。
本实施例中,拔轴杆73的第二端上布设有限位块731、推力轴承732及第二固定件733,推力轴承732嵌设于连接套751内,拔轴杆73依次穿过推力轴承732及连接套751,限位块731抵接推力轴承732,第二固定件733抵接连接套751,通过限位块731和第二固定件733配合,使得拔轴杆73与连接套751既能相对地转动又能同步地沿轴向移动,从而避免在拔出安装轴4时,安装轴4跟随拔轴杆73转动,进而避免安装轴4带动待加工零件100转动,保证相邻两个待加工零件100的开口之间的夹角为90°。
一种开口内缩金属密封环的磨削加工方法,利用上述的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,包括以下步骤:
S1、毛坯,制得高温合金丝料毛坯;
S2、钳工滚扎,将毛坯滚扎成圆环坯料,利用多副轧轮将丝料滚轧成圆环坯料;
S3、钳工定圆,在夹具中校圆,并去除余料,钳工使用定圆夹具,将圆环坯料置于夹具中,通过从圆环坯料的第一端向第二端进行校圆,同时将第二端超出夹具的余料使用砂轮机进行切割,拟定周长,形成封严环的初始状态;
S4、氩弧焊接,使用同材料的焊丝,将S3处理后的圆环坯料的焊接成整圆坯料,目的是以便后续车工进行毛坯拉方;
S5、车内孔及外圆,对整圆坯料进行内孔及外圆粗加工,使用普车或数控车床进行粗车内孔、外圆及两端面,车刀为合金刀具或合金刀片,转速n≤100r\min,进给量f≤0.26mm\r,切削深度ap≤3mm;
S6、双面研磨平面,对S5处理后的整圆坯料进行内圆及外圆研磨,使用双面研磨设备,定制专用隔板、外护圈及内护圈等对S5处理后的两端面进行双面同时研磨,以达到零件使用要求;砂轮采用外圆1270mm×厚度90mm×内圆400mm绿碳化硅180粒度的砂轮,砂轮压力为800~2000N,砂轮转速为40~60r\min;
S7、线切割,对S5处理后的整圆坯料进行割开口及粗加工开口型面,使用直径为0.18mm的钼丝从S4焊缝处将焊接部位尽量切除,再定位待加工零件100的外圆,粗加工开口型面,
S8、工具磨,精加工开口型面,在工具磨床上进行开口精密磨削,砂轮采用外圆150mm×厚度5mm×内圆32mm铬钢玉80粒度的砂轮,砂轮转速≤35m\s;
S9、热处理,固溶稳定时效,使用热处理夹具,将待加工零件100从开口处为起点,依次旋转置入夹具中,保持零件在夹具中处于相对平行的状态,进行零件开口内缩定型及固溶稳定时效处理;
S10、钳工分组,测量工作开口尺寸,对工作开口尺寸进行分组,以确定安装轴4的承载段42的直径;
S11、内圆磨,将开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具安装在机床上,将分组后的待加工零件100装配于开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具内,启动机床对第二段32内的待加工零件100的内孔进行磨削;
S12、外圆磨,将S11处理后的待加工零件100的内孔贴合装于与样圈外径相同的标准安装轴上,对其外圆面进行磨削;
S13、检验,检查零件加工面,应无磨削烧伤现象,检查零件所有加工尺寸是否符合设计图纸要求,特别检查S11零件内孔精密磨削后放入量棒中,零件内孔与量棒外圆之间90%不透光,且透光间隙不大于0.02mm。
本实施例的开口内缩金属密封环的磨削加工方法,先将工作开口尺寸分组,然后利用直径与周长L=πD的关系,得出承载段42直径与标准安装轴直径的差值,将同一分组的待加工零件100装配于相应直径的安装轴4的承载段42上,从而确保多个待加工零件100装入同一安装轴后的工作状态开口尺寸基本一致,再通过分组加工,可实现只需一道内圆磨与一道外圆磨即可达到零件的关键要素“工作开口尺寸”、“内孔透光精度”及“径向壁厚尺寸”同时合格的目的,尤其对于开口型面较复杂的零件,效果尤为明显,本实施例已在直径为φ20~φ500mm的高温合金、弹簧钢、铸件等开口型面较复杂的金属封严环类件应用,合格率已由改进前的12.66%提升至100%;能减少加工工序,缩短加工周期,加工效率可提高260%,能大幅降低生产成本,提升生产效益效果显著。
本实施例中,S10、钳工分组的具体包括以下步骤:将S9处理后的待加工零件100装配到与样圈外径相同的标准安装轴上,测量待加工零件100的工作开口尺寸,设定分组公差并根据工作开口尺寸的尺寸对待加工零件100进行分组,设计与不同分组对应的安装轴4的承载段42的直径。
例如,零件工作状态下内孔直径为φ73.05mm,开口尺寸为0.2~0.6mm的开口内缩金属密封环,以0.3mm为公差计算,
将工作开口尺寸分为四组:①0.25~0.55mm、②0.56~0.85mm、③0.86~1.15mm及④1.16~1.45mm;
根据L=πD的关系,则内磨安装轴可以设计为四种规格:①φ73.05mm、②φ72.95mm、③φ72.85mm及④φ72.75mm;
所对应的关系分别如下:
直径为“φ73.05mm”的安装轴对应工作开口尺寸为“0.25~0.55mm”的零件;
直径为“φ72.95mm”的安装轴对应工作开口尺寸为“0.56~0.85mm”的零件;
直径为“φ72.85mm”的安装轴对应工作开口尺寸为“0.86~1.15mm”的零件;
直径为“φ72.75mm”的安装轴对应工作开口尺寸为“1.16~1.45mm”的零件。
本实施例中,S11、内圆磨具体包括以下步骤:将定位衬套2和定位环3安装于底盘1上,底盘1安装于机床上,将同一分组的待多个待加工零件100的内孔贴合装于安装轴4的承载段42的外圆上,根据待加工零件100装的数量选择合适厚度的垫圈6,再将安装轴4的第一定心段41插入定位衬套2的定心孔21内,此时,抱箍于承载段42外圆上的待加工零件100的外圆面通过定位环3的第二段32压紧,将压环5与定位环3固定连接,以使得多个待加工零件100沿第二段32的轴向方向被压紧,将支杆71与底盘1固定连接,拔轴段43与连接组件75固定连接,通过驱动件74带动拔轴杆73将安装轴4拔出,启动机床对第二段32内的多个待加工零件100的内孔进行磨削。
加工时,采用外圆125mm×厚度50mm×内圆20mm铬钢玉60粒度的砂轮,通过待加工零件100的转速为28-57r/min,砂轮转速35~45r\min,砂轮的进给速度为0.005mm/str,切削深度ap≤0.005mm,以避免开口内缩金属密封环的内孔被烧蚀,砂轮每加工0.05mm修整一次,修整前检查金刚笔完整性,保证砂轮锋利,以保证加工精度;冷却喷嘴对准加工部位,使得加工部位充分冷却。
本实施例中,将待多个待加工零件100的内孔贴合装于安装轴4的承载段42的外圆上时,相邻两个待加工零件100的开口之间的夹角为90°,加工时会同时装夹几十个开口的待加工零件100,但是这些待加工零件100装夹后,开口处最为薄弱,如果开口不错开全部在同一位置,薄弱环节就容易集中,造成零件装夹失败,俗称爆棒,即使偶尔装夹过关,在加工的过程中也会造成磨削受力不一致,导致零件全部报废。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,用于将多个圆环形的待加工零件同轴定位,其特征在于,
包括同轴布设的底盘(1)、定位衬套(2)、定位环(3)、安装轴(4)及压环(5),
所述定位衬套(2)和所述定位环(3)均安装于所述底盘(1)上,所述定位衬套(2)的中心开设有定心孔(21),
所述安装轴(4)包括用于插入所述定心孔(21)的第一定心段(41)、用于承载待加工零件的承载段(42)及用于拔出所述安装轴(4)的拔轴段(43),所述承载段(42)与待加工零件的内圆面间隙配合,
所述定位环(3)的中心开设有阶梯孔,所述阶梯孔包括与所述承载段(42)间隙配合的第一段(31)、与待加工零件的外圆面间隙配合的第二段(32)及用于连接所述第一段(31)与所述第二段(32)的连接段(33),
所述压环(5)与所述定位环(3)远离所述底盘(1)的一端连接,并与所述连接段(33)配合沿所述定位环(3)的轴向方向压紧待加工零件。
2.根据权利要求1所述的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,其特征在于,
所述安装轴(4)上布设有与所述压环(5)间隙配合的第二定心段(44),所述第二定心段(44)布设于所述承载段(42)与拔轴段(43)之间。
3.根据权利要求1或2所述的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,其特征在于,
还包括用于隔开所述压环(5)与待加工零件的垫圈(6),所述垫圈(6)的外圆面与所述第二段(32)间隙配合,所述垫圈(6)的径向厚度小于待加工零件的径向厚度。
4.根据权利要求3所述的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,其特征在于,
还包括安装轴拔卸机构(7),所述安装轴拔卸机构(7)包括用于连接所述底盘(1)的支杆(71)、布设有所述支杆(71)上的盖板(72)、穿过所述盖板(72)且与所述盖板(72)运动连接的拔轴杆(73)、布设于所述拔轴杆(73)第一端上的驱动件(74)及布设于所述拔轴杆(73)第二端上的用于连接所述拔轴段(43)的连接组件(75),
所述连接组件(75)包括与所述拔轴杆(73)第二端连接的连接套(751)及布设于所述连接套(751)上的第一固定件(752),所述拔轴段(43)嵌入所述连接套(751)后通过所述第一固定件(752)定位。
5.根据权利要求4所述的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,其特征在于,
所述盖板(72)上布设有螺纹衬套(721),所述拔轴杆(73)与所述螺纹衬套(721)通过螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,其特征在于,
所述拔轴杆(73)的第二端上布设有限位块(731)、推力轴承(732)及第二固定件(733),所述推力轴承(732)嵌设于所述连接套(751)内,所述拔轴杆(73)依次穿过所述推力轴承(732)及所述连接套(751),所述限位块(731)抵接所述推力轴承(732),所述第二固定件(733)抵接所述连接套(751)。
7.一种开口内缩金属密封环的磨削加工方法,其特征在于,利用权利要求1至6中任一项所述的开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具,包括以下步骤:
S1、毛坯,制得高温合金丝料毛坯;
S2、钳工滚扎,将毛坯滚扎成圆环坯料;
S3、钳工定圆,在夹具中校圆,并去除余料;
S4、氩弧焊接,将S3处理后的圆环坯料的焊接成整圆坯料;
S5、车内孔及外圆,对整圆坯料进行内孔及外圆粗加工;
S6、双面研磨平面,对S5处理后的整圆坯料进行内圆及外圆研磨;
S7、线切割,对S5处理后的整圆坯料进行割开口及粗加工开口型面,
S8、工具磨,精加工开口型面;
S9、热处理,固溶稳定时效;
S10、钳工分组,测量工作开口尺寸,对工作开口尺寸进行分组,以确定安装轴的承载段的直径;
S11、内圆磨,将开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具安装在机床上,将分组后的待加工零件装配于开口内缩金属密封环的内孔磨削夹具内,启动机床对第二段内的待加工零件的内孔进行磨削;
S12、外圆磨,将S11处理后的待加工零件的内孔贴合装于与样圈外径相同的标准安装轴上,对其外圆面进行磨削;
S13、检验,检查零件所有加工尺寸。
8.根据权利要求7所述的开口内缩金属密封环的磨削加工方法,其特征在于,
所述S10、钳工分组的具体包括以下步骤:
将S9处理后的待加工零件装配到与样圈外径相同的标准安装轴上,测量待加工零件的工作开口尺寸,设定分组公差并根据工作开口尺寸的尺寸对待加工零件进行分组,设计与不同分组对应的安装轴的承载段的直径。
9.根据权利要求7所述的开口内缩金属密封环的磨削加工方法,其特征在于,
所述S11、内圆磨具体包括以下步骤:
将定位衬套和定位环安装于底盘上,底盘安装于机床上,将待多个待加工零件的内孔贴合装于安装轴的承载段的外圆上,根据待加工零件装的数量选择合适厚度的垫圈,再将安装轴的第一定心段插入定位衬套的定心孔内,此时,抱箍于承载段外圆上的待加工零件的外圆面通过定位环的第二段压紧,将压环与定位环固定连接,以使得多个待加工零件沿第二段的轴向方向被压紧,将支杆与底盘固定连接,拔轴段与连接组件固定连接,通过驱动件带动拔轴杆将安装轴拔出,启动机床对第二段内的多个待加工零件的内孔进行磨削。
10.根据权利要求9所述的开口内缩金属密封环的磨削加工方法,其特征在于,
将待多个待加工零件的内孔贴合装于安装轴的承载段的外圆上时,相邻两个待加工零件的开口之间的夹角为90°。
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