本发明专利技术涉及一种用于长悬臂无支撑回转体零件的加工方法，包括：对毛料进行锻造，满足技术要求后装夹在车床上；粗车一端；粗车另一端；半精车一端；半精车另一端；对零件进行真空去应力；精车内腔；将毛料通过防变形工装装夹在车床上，然后精车外廓；铣开口槽；去毛刺；线切割型槽；钳工打磨；标印；对零件进行超声波清洗；按照检验图表尺寸进行检验。通过本发明专利技术所提供的方法，实现该长悬臂无支撑回转体零件的一次加工合格，掌握大悬深薄壁空腔锥体结构零件加工方法，节省成本，避免了废品产生造成的重大经济损失；同时，为后续其他型别类似结构零件加工积累了技术经验。零件加工积累了技术经验。零件加工积累了技术经验。
【技术实现步骤摘要】
一种用于长悬臂无支撑回转体零件的加工方法
[0001]本专利技术属于航空发动机制造
，尤其涉及一种用于长悬臂无支撑回转体零件的加工方法，对航空发动机零件长悬臂内腔及精密锥体内外轮廓加工。
技术介绍
[0002]航空发动机中，目前原有的与帽罩相近结构的零件结构形式单一，可采用冲压成型一次加工完成，但帽罩属于长悬臂无支撑回转体零件，该零件属于新的结构类型，主要由精密锥体外轮廓及带有长悬臂台阶轴的内腔两部分构成。通过对零件结构进行分析，零件在加工过程中会存在以下五处加工难点：1.零件在由锻件毛坯加工至成品的过程中材料去除量大，加工过程中会产生大量切削热，容易烧伤零件表面，且一次走刀时间过长，会使刀具在切削振动的影响下产生磨损，使尺寸及技术条件难以保证；2.零件外形为不规则曲面且为薄壁空腔锥体结构，精加工时无合适的装夹定位基准；3.零件内腔中无有效支撑导致零件刚性严重不足，加工过程中在夹紧力、切削力及重力作用下，同时随着曲面的变化使切削力的方向不断变化，整体薄壁结构容易产生不可控的变形，难以保证零件的最终尺寸；4.零件内腔最深处为180mm，需要刀具最小伸出长度在250mm左右，车加工时刀具刚性不足，影响零件内腔相关尺寸精度及表面质量；5.加工台阶轴内孔型腔时标准刀具无法满足加工需求，需要根据零件结构特点及排屑、冷却等要求选派非标刀具。综上所述，该结构零件尚无可靠加工经验可供借鉴，亟需一种用于帽罩这种长悬臂无支撑回转体零件的加工方法，对于工艺路线的制定、刀具结构的选派和加工参数的选择等方面进行探索和创新。
专利
技术实现思路
[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种用于长悬臂无支撑回转体零件的加工方法，保证零件合格交付。
[0004]一种用于长悬臂无支撑回转体零件的加工方法，具体包括以下步骤：
[0005]步骤一：对毛料进行锻造，满足技术要求后装夹在车床上；
[0006]步骤二：粗车一端；
[0007]步骤三：粗车另一端；
[0008]步骤四：半精车一端；
[0009]步骤五：半精车另一端；
[0010]步骤六：对零件进行真空去应力；
[0011]步骤七：精车内腔；
[0012]步骤八：将毛料通过防变形工装装夹在车床上，然后精车外廓；
[0013]步骤九：铣开口槽；
[0014]步骤十：去毛刺；
[0015]步骤十一：线切割型槽；
[0016]步骤十二：钳工打磨；
[0017]步骤十三：标印；
[0018]步骤十四：对零件进行超声波清洗；
[0019]步骤十五：按照检验图表尺寸进行检验。
[0020]所述步骤一～步骤五均属于粗加工工序，参数无具体要求。
[0021]所述步骤七中，在对零件内腔分区加工时，根据零件内腔曲面的变化选用不同曲率半径的刀杆，同时考虑到内腔为封闭结构，加工时冷却液无法直接浇注到加工表面，选取内冷结构的刀杆刀片；同时，由于封闭结构加工时排屑困难，因此在加工内腔最深处时刀杆探出长度过长会导致刚性严重不足，因此选取配置有减震装置的刀杆。
[0022]所述步骤八中的防变形工装包括底座、螺杆、橡胶垫片、螺母，所述底座为多段回转体盘式底座，一端通过卡盘装夹在车床上，另一端开设有精密定位止口；所述底座中部沿中心轴线方向固定有螺杆，利用精密定位止口与零件精加工内腔形成的内孔进行配合，从而保证定位精度；精密定位止口与内孔配合处沿圆周均布有橡胶垫片，起到辅助支撑的作用，进而消除轴向切削应力，零件通过螺母与螺杆的连接固定在防变形工装上。
[0023]所述防变形工装中的螺杆、橡胶垫片、螺母、垫片均为外购标准件。
[0024]所述步骤七和步骤八为精车工序，主要分为精车内腔与精车外廓两部分，其中内腔由锥体内腔和悬臂台阶轴两部分构成，在精车内腔时随着加工深度的不同，加工位置越远离夹持部位零件的刚性越差；同时，随着切削内腔的深入，切削力的方向也会随时发生变化，因此在整个精车加工过程中，精车外廓、精车锥体内腔、精车悬臂台阶轴都要根据加工位置的变化及时调整加工参数，具体各部位的加工参数为：精车外廓时线速度恒定为55m/min，切深为0.5mm，进给为0.08mm/r；精车锥体内腔时线速度恒定为55m/min，切深为1mm，进给为0.05mm/r；精车悬臂轴时转速为200r/min，切深为1mm，进给为0.03mm/r；
[0025]根据加工位置的不同，参数选择也有所差异，在加工位置表面质量Ra1.6以上的时候选择恒线速度切削的方式；零件加工位置回转半径的不同，线速度数值有所不同，当回转半径小于60mm时，线速度控制在45～60m/min之间；当回转半径为60～150mm时，线速度控制在25～45m/min之间；在加工位置表面质量Ra1.6以下的位置，选择恒转速S＝180～240rpm切削的方式；无论选择哪种方式，在精车加工时切削深度都不超过1mm，进给控制在0.03～0.1mm/r。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027](1)通过分析零件结构合理安排工艺路线，最大程度的降低机械加工应力释放对尺寸和技术条件造成的影响。
[0028](2)根据零内腔不同位置的结构特点，并结合排屑、冷却要求选用不同曲率半径的刀具。
[0029](3)考虑到零件整体结构刚性不足，在选择定位基准和装夹方式时避免夹紧和局部点压紧的方式，选择采用面压紧并增加弹性辅助支撑的防变形工装进行加工。
[0030](4)为了保证零件内外轮廓表面质量和内腔尺寸精度，在加工不同位置时对加工参数进行反复摸索并选取最优参数进行固化。
[0031]通过本申请所提供的方法，实现该长悬臂无支撑回转体零件的一次加工合格，掌握大悬深薄壁空腔锥体结构零件加工方法，节省成本，避免了废品产生造成的重大经济损失。同时，为后续其他型别类似结构零件加工积累了技术经验。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例提供的零件的示意图；
[0033]图2为图1的A向视图；
[0034]图3为图1的B向视图；
[0035]图4为图2的A
‑
A向视图；
[0036]图5为本专利技术中防变形工装装夹状态示意图；
[0037]图6为图5的A
‑
A向视图；
[0038]图7为本专利技术中防变形工装中的底座的示意图；
[0039]图8为本专利技术实施例提供的方法中精车外廓的加工过程示意图；
[0040]其中，
[0041]1‑
底座，2
‑
螺杆，3
‑
橡胶垫片，4
‑
螺母。
具体实施方式
[0042]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案和效果作详细描述。
[0043]帽罩零件为薄壁空腔结构，零件从自由锻件毛坯加工至成品的过程中会产生大量的切削应力，为避免应力释放对零本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于长悬臂无支撑回转体零件的加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：对毛料进行锻造，满足技术要求后装夹在车床上；步骤二：粗车一端；步骤三：粗车另一端；步骤四：半精车一端；步骤五：半精车另一端；步骤六：对零件进行真空去应力；步骤七：精车内腔；步骤八：将毛料通过防变形工装装夹在车床上，然后精车外廓；步骤九：铣开口槽；步骤十：去毛刺；步骤十一：线切割型槽；步骤十二：钳工打磨；步骤十三：标印；步骤十四：对零件进行超声波清洗；步骤十五：按照检验图表尺寸进行检验。2.根据权利要求1所述的一种用于长悬臂无支撑回转体零件的加工方法，其特征在于：所述步骤一～步骤五均属于粗加工工序，参数无具体要求。3.根据权利要求1所述的一种用于长悬臂无支撑回转体零件的加工方法，其特征在于：所述步骤七中，在对零件内腔分区加工时，根据零件内腔曲面的变化选用不同曲率半径的刀杆，同时考虑到内腔为封闭结构，加工时冷却液无法直接浇注到加工表面，选取内冷结构的刀杆刀片；同时，由于封闭结构加工时排屑困难，因此在加工内腔最深处时刀杆探出长度过长会导致刚性严重不足，因此选取配置有减震装置的刀杆。4.根据权利要求1所述的一种用于长悬臂无支撑回转体零件的加工方法，其特征在于：所述步骤八中的防变形工装包括底座、螺杆、橡胶垫片、螺母，所述底座为多段回转体盘式底座，一端通过卡盘装夹在车床上，另一端开设有精密定位止口；所述底座中部沿中心轴线方向固定有螺杆，利用精密定位止口与零件精加工内腔形成的内孔进行配合，从而保证定位精度；精密定位止口与内孔配合处沿圆周均布有橡胶垫片，起到辅助支撑的作用，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，曹家洺，金龙，高广波，滕玉光，王喆，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空零部件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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