本發(fā)明屬于數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是組合配鉆錐度孔的加工方法。

背景技術(shù)：

組合配鉆錐度孔加工在機(jī)械加工領(lǐng)域并不多見，尤其是3個(gè)零件裝配后的深錐度孔的配鉆加工，且3個(gè)零件材料狀況不一致，孔加工精度也較高的條件下，加工難度非常大。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件制造中，就有這一加工需要，并且用傳統(tǒng)方法加工的錐度孔的精度不高，與錐度螺栓的配合不好而造成發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)故障。目前，國(guó)內(nèi)還沒有關(guān)于高硬度材料精密深錐度孔加工方法系統(tǒng)性的研究和闡述。

如圖1所示，某發(fā)動(dòng)機(jī)部件由3部分組成，其中零件1為封嚴(yán)篦齒盤，零件2為高壓渦輪盤，零件3為高壓渦輪后軸頸，三個(gè)零件的材料為牌號(hào)不同的高溫合金；4為組合配鉆后的錐度孔，該孔錐度為1∶50，深度為61mm。其中，裝配過程中零件1、零件2、零件3就是靠8個(gè)錐度孔4來(lái)連接并定心的，由圖1可以看出，當(dāng)鉸刀從上而下加工時(shí)，刀具前部分走過的行程最大，磨損最嚴(yán)重。

基于上述加工需求和存在問題，通過分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工難點(diǎn)，從零件裝夾、刀具、加工方法、檢測(cè)方法以及加工過程的控制著手，著力解決該技術(shù)難題，從而解決該型發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程遇到的此處技術(shù)瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種高壓渦輪轉(zhuǎn)子組合配鉆錐度孔的數(shù)控加工方法，穩(wěn)定可靠，解決組合配鉆錐度孔精度不高的問題。

本發(fā)明通過以下方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種高壓渦輪轉(zhuǎn)子組合配鉆錐度孔的數(shù)控加工方法，包括以下步驟：

步驟①，裝夾零件，檢查零件1的內(nèi)圓及端面跳動(dòng)應(yīng)符合工藝要求；

步驟②，粗加工錐度孔：用1∶50錐度成型銑刀進(jìn)行粗加工，通過控制Z軸下刀深度來(lái)控制錐度孔各個(gè)截面的余量，直到各個(gè)截面余量小于或等于0.1mm時(shí)粗加工完成；

步驟③，精加工錐度孔：用1∶50成型錐度鉸刀進(jìn)行精加工，Z軸在粗加工下刀深度上再下2mm測(cè)量最大截面與最小截面的余量差的絕對(duì)值，當(dāng)絕對(duì)值大于0.015mm時(shí)，更換一把新的1∶50成型錐度鉸刀再次進(jìn)行以上步驟③；當(dāng)絕對(duì)值小于0.015mm時(shí)，繼續(xù)加工；

步驟④，完成錐度孔加工：反復(fù)通過步驟③對(duì)加工過程中刀具錐度的控制，直到所有截面的尺寸合格為止；

步驟⑤，選配安裝工藝錐度螺栓：第一個(gè)錐度孔加工完成后，通過著色選配工藝錐度螺栓安裝于該錐度孔內(nèi)，著色面積不小于60％；

步驟⑥，鉆第一個(gè)錐度孔所相對(duì)的另一錐度孔：重復(fù)步驟③～⑤，完成該錐度孔加工；

步驟⑦，鉆余下的錐度孔：重復(fù)步驟②～④，完成余下錐度孔的加工。

所述步驟②中,銑刀為整體硬質(zhì)合金；加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分，進(jìn)給為20毫米/分。

所述步驟③中,成型錐度鉸刀為整體硬質(zhì)合金；加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分，進(jìn)給為10毫米/分。

與加工其它錐度孔不同的地方是，本發(fā)明組合配鉆錐度孔的數(shù)控方法采用反饋機(jī)理對(duì)加工過程進(jìn)行有效控制，有效地解決了加工過程中因材料牌號(hào)不同而引起的刀具磨損不一致問題，從而通過控制成型錐度鉸刀錐度來(lái)保證錐度孔的錐度；通過這色檢查選配錐度螺栓來(lái)消除加工過程中零件之間發(fā)生相對(duì)竄動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有加工技術(shù)對(duì)于加工余量無(wú)有效控制，本發(fā)明通過步驟②對(duì)粗加工余量嚴(yán)格控制，減小了精加工時(shí)3個(gè)零件對(duì)于刀具的磨損程度，保證了加工過程中刀具的錐度變化范圍可控而不造成產(chǎn)品的超差；現(xiàn)有加工技術(shù)對(duì)于成型錐度精鉸刀在加工過程中的因磨損導(dǎo)致錐度變化情況無(wú)跟蹤，步驟③、④則對(duì)成型錐度精鉸刀的錐度進(jìn)行了全過程跟蹤，避免因?yàn)槌尚湾F度精鉸刀因3個(gè)零件材料不完全一樣對(duì)于刀具磨損產(chǎn)生不同效果而影響該成型刀刀具的錐度，間接控制住了錐度孔的錐度及截面尺寸?，F(xiàn)有加工技術(shù)對(duì)于鉆完孔后的安裝錐度螺栓無(wú)著色選配要求，無(wú)法保證3個(gè)零件之間不發(fā)生竄動(dòng)，步驟⑤對(duì)于錐度螺栓著色提出明確要求，滿足零件之間的裝配定位要求，從而保證了零件之間不會(huì)發(fā)生相對(duì)位置的竄動(dòng)。通過以上改進(jìn)，本發(fā)明控制了粗加工余量、追蹤了錐度精鉸刀在加工過程中的磨損變化、保證了組合配鉆零件在加工過程各零件的裝配要求，通過控制整個(gè)錐度孔加工的全過程來(lái)保證該錐度孔的錐度及各截面尺寸。

附圖說明

圖1為發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪轉(zhuǎn)子裝配示意圖；

圖2為發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪轉(zhuǎn)子加工流程及反饋機(jī)理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明：

如圖1所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪轉(zhuǎn)子由3部分組成，其中零件1為封嚴(yán)篦齒盤，零件2為高壓渦輪盤，零件3為高壓渦輪后軸頸，三個(gè)零件的材料為牌號(hào)不同的高溫合金；4為組合配鉆后的錐度孔，該孔錐度為1∶50，深度為61mm，其中裝配過程中零件1、零件2和零件3就是靠8個(gè)錐度孔4來(lái)連接并定心的，由圖1可以看出，當(dāng)鉸刀從上而下加工時(shí)，刀具前部分走過的行程最大，磨損最嚴(yán)重，為了解決該問題，需對(duì)刀具加工過程中的磨損程度進(jìn)行跟蹤，本發(fā)明建立了反饋機(jī)理，控制了加工過程；反饋機(jī)理如圖2所示。

針對(duì)圖1中的零件，本發(fā)明采用下述方法進(jìn)行加工(以下Z軸是指錐度孔深度方向或者鉸刀進(jìn)刀方向)：

(1)裝夾零件：按高壓渦輪轉(zhuǎn)子的工藝規(guī)程相關(guān)工序要求裝夾零件及檢查各跳動(dòng)應(yīng)合格,即檢查零件1封嚴(yán)篦齒盤的內(nèi)圓及端面跳動(dòng)應(yīng)符合工藝要求,主要是控制錐度孔位置度和垂直度。

(2)粗加工錐度孔：用1∶50錐度銑刀進(jìn)行粗加工，銑刀材料為整體硬質(zhì)合金；加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分，進(jìn)給為20毫米/分，此加工參數(shù)有利于減小讓刀量；加工時(shí)通過控制Z軸下刀深度來(lái)控制錐度孔各個(gè)截面的余量，直到各個(gè)截面余量小于或等于0.1mm時(shí)粗加工完成。

(3)精加工錐度孔：用1∶50成型錐度鉸刀進(jìn)行精加工，成型錐度鉸刀為整體硬質(zhì)合金；加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分，進(jìn)給為10毫米/分，此加工參數(shù)有利于控制孔表面粗糙度；加工時(shí)，Z軸在粗加工下刀深度上再下2mm測(cè)量最大截面與最小截面的余量差的絕對(duì)值，當(dāng)絕對(duì)值大于0.015mm時(shí)，說明該成型刀錐度已經(jīng)不合格，此時(shí)，應(yīng)該換一把新的成型刀再次進(jìn)行以上步驟(3)；若絕對(duì)值小于0.015mm時(shí)，說明該成型刀刀具錐度合格，可以繼續(xù)加工。Z軸下2mm是指在粗加工Z軸下刀深度上再下2mm，并不是從斷面下2mm。這是運(yùn)用反饋機(jī)理的第一步，粗加工已經(jīng)完成Z軸每下1mm，孔徑會(huì)變大0.02mm孔徑余量為0.1mm，Z軸下2mm后，孔徑余量只剩0.06mm，因此Z軸下2mm比較合理。關(guān)于絕對(duì)值不大于0.015mm，0.015mm正是孔徑的公差。

(4)完成錐度孔加工：反復(fù)通過步驟(3)對(duì)加工過程中刀具錐度的控制，直到所有截面的尺寸合格為止。

(5)選配安裝工藝錐度螺栓：第一個(gè)錐度孔加工完成后，通過著色選配工藝錐度螺栓安裝于該錐度孔內(nèi)，著色面積不小于60％，通過安裝第一個(gè)孔的錐度螺栓，防止加工后續(xù)孔過程中3個(gè)零件之間發(fā)生相對(duì)竄動(dòng)。錐度螺栓與錐度孔的配合程度主要指過盈或間隙，本發(fā)明中主要是指錐度螺栓與錐度孔的接觸面積。

(6)鉆第一個(gè)錐度孔所相對(duì)的另一孔(這里的相對(duì)是否是指在一條直徑線上)：重復(fù)步驟(2)～(5)，完成該孔加工。

(7)鉆余下的6個(gè)錐度孔(隨機(jī)選擇鉆孔順序)：重復(fù)步驟(2)～(4)，完成余下7個(gè)錐度孔的加工。

(8)加工結(jié)束，卸下零件及夾具。

如圖2所示，為高壓渦輪轉(zhuǎn)子加工流程及反饋機(jī)理圖，可以看出上述加工方法主要特點(diǎn)是引入了反饋機(jī)理，其中對(duì)于粗加工余量的控制使得加工余量更加合理化，從而減小精加工過程中對(duì)于成型刀具的磨損；在精加工過程中，通過對(duì)余量的檢測(cè)來(lái)知悉成型錐度精鉸刀在加工過程中的磨損情況，根據(jù)磨損情況及時(shí)調(diào)整，保證最大孔徑處與最小孔徑處的余量之差的絕對(duì)值在公差范圍內(nèi)，通過控制最大孔徑處和最小孔徑處的孔徑來(lái)控制整個(gè)孔的錐度。