本發(fā)明涉及一種多層材料艙體外層法向孔加工工藝方法，它是一種基于三軸機床的法向孔精密加工工藝方法，屬于機械加工技術領域。

背景技術：

目前，針對曲面法向孔加工的工藝方法主要有兩種：一種是利用五軸聯(lián)動機床加工；另外一種是利用特定的法向孔鉆模加工。

五軸聯(lián)動機床可以提供3個直線自由度和2個旋轉自由度，可以實現刀軸朝向任意姿態(tài)，是目前法向特征加工的最主要途徑。但這種加工方式只適用于法向特征的軸線方向和中心位置精確已知的情況，本發(fā)明所述的多層材料艙體在外表面成型、加工的過程中會造成艙體的變形，因此其法向孔相對于整個艙體的加工基準的位置及姿態(tài)和圖紙的理論位置及姿態(tài)存在一定的偏差，此時針對法向特征的軸線方向和中心位置未知的情況，該加工方式已不再適用。

利用法向孔鉆模加工需要使用手持鉆孔設備進行配打孔操作，加工過程受到鉆削反作用力的影響，手持鉆孔設備會產生振動，很容易造成加工孔徑超差及加工后的孔壁表面質量較差的情況，無法滿足高質量高精度的加工要求。

因此，迫切需要一種能精確找正此類多層材料艙體法向孔軸線方向及中心位置，并精密加工的工藝方法。

技術實現要素：

本發(fā)明的技術解決問題是：提供一種多層材料艙體外層法向孔加工工藝方法，本方法可將加工基準從艙體內層精確引出至外層無干涉區(qū)域，并三軸機床和雙角度轉臺實現法向孔的精密找正和低成本、高質量的加工。

本發(fā)明的技術方案是：一種多層材料艙體外層法向孔加工工藝方法，包括以下步驟：

S1：根據艙體內層上基準孔的尺寸，從艙體內層向外加工預加工工藝通孔，所述的通孔直徑小于基準孔直徑且保證通孔與基準孔同軸度滿足要求；

S2：將已經預加工工藝通孔的艙體裝夾在機床上并安裝芯軸；所述的芯軸為圓柱狀臺階軸，芯軸大徑與基準孔之間采用間隙配合；芯軸小徑穿過預加工的工藝通孔；

S3：調整芯軸軸線方向與機床主軸方向兩者同軸，完成后拆除芯軸；

S4：利用機床根據艙體外層理論孔徑加工法向孔。

其中：所述的預加工工藝通孔采用在基準孔上安裝鉆套的形式保證加工余量及同軸度；所述鉆套是一種與所述的基準孔存在間隙配合關系的圓柱狀空心套筒，間隙配合的最大間隙不大于0.3mm，鉆套壁厚不小于0.5mm。

其中：所述芯軸的小徑圓柱段和大徑圓柱段同軸度不大于0.02mm。芯軸大徑圓柱段與基準孔的最大配合間隙不大于0.04mm。芯軸小徑的直徑不大于所述的鉆套的內徑-1mm，小徑圓柱段伸出艙體外表面的長度不小于30mm。。

其中：所述的機床采用三軸機床和角度調節(jié)工裝實現法向孔的加工，其中，角度調節(jié)工裝采用雙角度轉臺，找正方法為：先盤表找正芯軸小徑圓柱段上的某一個截面，徑跳不大于0.02mm，然后找正芯軸小徑圓柱段上另一個截面，徑跳不大于0.02mm，兩個截面沿芯軸軸向的距離不小于20mm。

本發(fā)明與現有技術相比的有益效果是：

本發(fā)明提供的一種多層材料艙體外層法向孔加工工藝方法，首先從艙體內層向外加工預加工工藝通孔，加工時通過鉆套確保留有精加工余量，控制鉆套與基準孔的配合間隙可間接保證精加工余量的均勻分布。然后安裝芯軸并裝夾找正，芯軸小徑圓柱段穿過工藝通孔伸出至艙體外表面，通過控制芯軸自身小徑圓柱段與大徑圓柱段的同軸度以及芯軸大徑圓柱段與艙體內層基準孔的配合間隙，將內層基準精確引出至艙體外層無干涉區(qū)域。最后，利用三軸機床和雙角度轉臺對艙體法向孔找正，通過先后調整兩個相距一定距離的圓柱截面的徑跳至滿足要求，即可實現對法向孔的精密找正，并最終實現多層材料艙體外層法向孔的低成本、高質量加工。

附圖說明

圖1是多層材料艙體的局部三維示意圖以及剖視圖

圖2是工件安裝鉆套的三維示意圖以及剖視圖

圖3是工件安裝芯軸的三維示意圖以及剖視圖

圖4是加工完成后的三維示意圖以及剖視圖

圖5是本發(fā)明一種多層材料艙體外層法向孔加工工藝方法的流程圖

圖中附圖標記說明如下：

1：工件；2：基準孔；3：法向孔；4：鉆套；

5：工藝通孔；6：芯軸；7：加工完成后的孔

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

見圖1所示，本發(fā)明是一種多層材料艙體外層法向孔加工工藝方法，將多層材料艙體稱為工件1，該工件上法向孔的理論直徑為其具體步驟如下：

S1：工件1內層上基準孔2的尺寸為12.08mm，根據基準孔2的尺寸設計并制造鉆套4和芯軸6，其材料選擇不銹鋼。其中，鉆套4的外徑滿足要求，確保其與基準孔2為間隙配合，且最大配合間隙為0.3mm，鉆套外徑鉆套厚度0.5mm；芯軸6大徑圓柱段的直徑滿足要求，確保其與基準孔2為間隙配合，且最大配合間隙為0.04mm；芯軸6小徑圓柱段直徑為Φ10mm，確保其直徑不大于鉆套4的內徑-1mm；芯軸6的大徑圓柱段和小徑圓柱段的同軸度為0.02mm。

鉆套4和芯軸6準備完畢后，使用手持電鉆從工件1的內層向外預加工工藝通孔5；

S2：將雙角度轉臺裝夾于三軸機床臺面上，并將工件1裝夾于雙角度轉臺上，將芯軸6的小徑穿過工藝通孔5安裝并固定緊。其中，選用的三軸機床為臥式搪床，雙角度轉臺為搖籃式B、C軸轉臺；

S3：調整芯軸6軸線方向與機床主軸方向兩者同軸，首先壓表找正芯軸6小徑根部一截面的徑跳至0.02mm以內，然后壓表找正芯軸6小徑遠離根部的的某一截面的徑跳至0.02mm以內，兩個截面沿機床Z軸的距離為20mm，確保兩個截面沿芯軸6的軸向距離不小于20mm。完成后拆除芯軸6；

S4：利用三軸機床主軸的轉動按照理論孔徑加工法向孔3，得到加工完成后的孔7。

上述實施例僅為本發(fā)明的一種實施方式，發(fā)明的范圍由權利要求的范圍限定。

本發(fā)明未詳細說明部分屬于本領域技術人員公知常識。