CN113977201A - 一种外挂环段卡槽的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种外挂环段卡槽的加工方法，包括以下步骤：步骤S1：工件装夹定位：将三个外挂环段拼接成环状并安装在止口定位夹具上并压紧；步骤S2：定位焊：对相邻两个外挂环段之间的连接位置进行定位焊；步骤S3：数控车削：采用数控立车对焊接后的三个外挂环段上卡块内的卡槽进行车削；步骤S4：打磨点焊瘤：车削完成后，在装夹压紧状态下，对定位焊的焊瘤进行打磨，使表面无明显焊接痕迹；步骤S5：松开止口定位夹具，将三个外挂环段从止口定位夹具中取出，并从焊接部位分开，即可得到三个完成卡槽加工的外挂环段。采用三个外挂环段拼接并通过止口定位夹具进行装夹和压紧，同时结合定位焊的方式，克服了外挂环段单独加工的时零件刚性差、变形严重的问题。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机低压涡轮导向器零件加工技术领域，尤其涉及一种外挂环段卡槽的加工方法。
背景技术
外挂环属于航空发动机低压涡轮导向器的重要零件，外挂环是有三个外挂环段组成。在每个外挂环段上设置有多个卡齿，每个卡齿上设置有径向的卡槽。三个外挂环段组成外挂时，要求每个卡槽的槽宽相一致。
若单独加工外挂环段上的卡槽，由于零件薄，最薄地方仅1.5mm，刚性差，在加工过程中振刀严重，按传统的外挂环段单独加工的方式进行加工卡槽，无法满足加工精度要求，同时因零件刚性差，导致加工后的外挂环段变形严重；另外，采用传统的外挂环段单独加工的方式，三个外挂环段组装形成的外挂环卡槽宽度一致性较差。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种外挂环段卡槽的加工方法，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种外挂环段卡槽的加工方法，包括以下步骤：
步骤S1：工件装夹定位：将三个外挂环段拼接成环状并安装在止口定位夹具上并压紧；
步骤S2：定位焊：对相邻两个外挂环段之间的连接位置进行定位焊；
步骤S3：数控车削：采用数控立车对焊接后的三个外挂环段上卡块内的卡槽进行车削；
步骤S4：打磨点焊瘤：车削完成后，在装夹压紧状态下，对定位焊的焊瘤进行打磨，使表面无明显焊接痕迹；
步骤S5：松开止口定位夹具，将三个外挂环段从止口定位夹具中取出，并从焊接部位分开，即可得到三个完成卡槽加工的外挂环段。
优选的，在步骤S1中，所述止口定位夹具包括环形基座、多块压板、以及多个支撑块；在所述环形基座的中心设置有阶梯状通孔；三个外挂环段安装在环形基座的阶梯状通孔上；所述压板的一端压紧所述外挂环段、另一端支撑在所述支撑块的上表面；压板通过螺钉与环形基座并压紧。
优选的，所述压板的压在外挂环段上卡块的上表面，在每个卡块均设置有压板进行压紧。
优选的，在步骤S2中，定位焊采用的焊丝材料与外挂环段的材料相同。
优选的，在步骤S2中，定位焊采用的焊丝材料为HGH4648。
优选的，在步骤S2中，定位焊采用的焊丝直径为φ1.0mm，采用的钨级直径为φ1.6mm；焊接电流为30-60A，焊接速度为0.1m/min。
优选的，在步骤S2中，定位焊焊接操作完成后，进行自然冷却，冷却时间≥2h。
优选的，在步骤S3中，进行数控车削时，选用刀宽2mm、尖角R0.2mm的切刀。
优选的，在步骤S3中，进行数控车削时，刀轨包括径向垂直切、径向上切、以及径向下切；所述径向垂直切的进刀方向沿卡槽的径向方向；所述径向上切的进刀方向是：先沿着卡槽的下侧面进给，然后向上，再沿着卡槽的上侧面收回；所述径向下切的进刀方向是：先沿着卡槽的上侧面进给，然后向下，再沿着卡槽的下侧面收回；
所述径向垂直切的切削参数为：转速S＝8-10r/min、进给F＝0.05-0.06mm/min、切深0.3-0.4mm；
所述径向上切的切削参数为：转速S＝10-15r/min、进给F＝0.06-0.08mm/min、切深0.1-0.2mm；
所述径向下切的切削参数为：转速S＝15-20r/min、进给F＝0.08-0.1mm/min、切深0.2mm。
本发明所达到的有益效果如下：
(1)本发明采用三个外挂环段拼接并通过止口定位夹具进行装夹和压紧，同时结合定位焊的方式，克服了外挂环段单独加工的时零件刚性差、变形严重的问题。另外，采用拼接的方式进行加工，三个外挂环段最终组装形成的外挂环组件上各个卡槽的槽宽一致性好。
(2)本发明采用三个外挂环段拼接之后并装夹在夹具中压紧进行加工，一次加工即可完成三个外挂环段上卡槽的加工，极大地提高了加工效率。
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要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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明中外挂环段的立体结构示意图；
图2为本发明中外挂环段的主视图；
图3为本发明中止口定位夹具的立体结构示意图；
图4为本发明中止口定位夹具的俯视图；
图5为图4中沿A-A的剖视图；
图6为本发明中三个外挂环段定位焊焊点位置示意图；
图7为本发明中径向垂直切刀轨示意图；
图8为本发明中径向上切刀轨示意图；
图9为本发明中径向下切刀轨示意图；
附图标号说明：10-外挂环段；101-卡块；102-卡槽；20-止口定位夹具；201-环形基座；202-压板；203-支撑块；204-螺钉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
如图1和图2所示为本发明中外挂环段10的结构示意图，外挂环10上具有均布有多个卡块101，在卡块101内设置有卡槽102，所述卡槽102的槽宽的进度要求为±0.05mm，安装在航空发动机低压涡轮导向器上时，三个外挂环段10拼接形成一个整体的外挂环，所形成的整体外挂环要求每个卡槽102的槽宽、槽深及轴向位置相一致。
一种外挂环段卡槽的加工方法，包括以下步骤：
步骤S1：工件装夹定位：将三个外挂环段10拼接成环状并安装在止口定位夹具20上并压紧；
步骤S2：定位焊：对相邻两个外挂环段10之间的连接位置进行定位焊，焊点位置如图6中E、F、G三处所示；
步骤S3：数控车削：采用数控立车对焊接后的三个外挂环段10上卡块101内的卡槽102进行车削；
步骤S4：打磨点焊瘤：车削完成后，在装夹压紧状态下，对定位焊的焊瘤进行打磨，使表面无明显焊接痕迹；
步骤S5：松开止口定位夹具20，将三个外挂环段10从止口定位夹具20中取出，并从焊接部位分开，即可得到三个完成卡槽101加工的外挂环段10。
在本实施例中，如图3、图4及图5所示，在步骤S1中，所述止口定位夹具20包括环形基座201、多块压板202、以及多个支撑块203；在所述环形基座201的中心设置有阶梯状通孔；三个外挂环段10安装在环形基座201的阶梯状通孔上；具体地，环形基座201的中心的阶梯状通孔由孔径为φC、φD的孔组成，φC和φD的通孔形成止口，分别与外挂环段10大端φA的外圆、小段φB的外圆相配合，对外挂环段10起到定心以及轴向定位的作用。
在本实施例中，如图3所示，所述压板202的一端压紧所述外挂环段10、另一端支撑在所述支撑块203的上表面；压板202通过螺钉204与环形基座201连接并压紧。进一步地，所述压板202的压在外挂环段10上卡块101的上表面，在每个卡块101均设置有压板202进行压紧。通过将压板202压在卡块101的上表面上，可以避免加工卡槽102时因卡槽102上侧的壁厚较薄发生变形。
在本实施例中，在步骤S2中，定位焊采用的焊丝材料与外挂环段10的材料相同。具体的，定位焊采用的焊丝材料为HGH4648，焊丝直径为φ1.0mm，采用的钨级直径为φ1.6mm；焊接电流为30-60A，焊接速度为0.1m/min。通过选用直径为φ1.0mm以及直径为φ1.6mm的钨级，并控制焊接电流以及焊接速度，可以形成较小的焊瘤，便于后续工序中对焊瘤进行清理打磨。
在本实施例中，在步骤S2中，定位焊焊接操作完成后，进行自然冷却，冷却时间≥2h，充分冷却，可以有效地释放焊接应力。
在本实施例中，如图7至图9所示，在步骤S3中，进行数控车削时，选用刀宽2mm、尖角R0.2mm的切刀，进行数控车削时，刀轨包括径向垂直切、径向上切、以及径向下切；
所述径向垂直切的进刀方向沿卡槽102的径向方向；径向垂直切法主要用于去余量，使余量剩余0.2mm；
所述径向上切的进刀方向是：先沿着卡槽102的下侧面进给，然后向上，再沿着卡槽102的上侧面收回；径向上切法主要作用是使槽宽尺寸加工到位；
所述径向下切的进刀方向是：先沿着卡槽102的上侧面进给，然后向下，再沿着卡槽102的下侧面收回，径向下切法主要作用是使槽深尺寸加工到位，确保加工后槽的根部无明显接刀台。
所述径向垂直切、径向上切、以及径向下切的切削参数分别为：
径向垂直切的切削参数为：转速S＝8-10r/min、进给F＝0.05-0.06mm/min、切深0.3-0.4mm；
径向上切的切削参数为：转速S＝10-15r/min、进给F＝0.06-0.08mm/min、切深0.1-0.2mm；
径向下切的切削参数为：转速S＝15-20r/min、进给F＝0.08-0.1mm/min、切深0.2mm。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：工件装夹定位：将三个外挂环段(10)拼接成环状并安装在止口定位夹具(20)上并压紧；
步骤S2：定位焊：对相邻两个外挂环段(10)之间的连接位置进行定位焊；
步骤S3：数控车削：采用数控立车对焊接后的三个外挂环段(10)上卡块(101)内的卡槽(102)进行车削；
步骤S4：打磨点焊瘤：车削完成后，在装夹压紧状态下，对定位焊的焊瘤进行打磨，使表面无明显焊接痕迹；
步骤S5：松开止口定位夹具(20)，将三个外挂环段(10)从止口定位夹具(20)中取出，并从焊接部位分开，即可得到三个完成卡槽(101)加工的外挂环段(10)。
2.如权利要求1所述的一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于：在步骤S1中，所述止口定位夹具(20)包括环形基座(201)、多块压板(202)、以及多个支撑块(203)；在所述环形基座(201)的中心设置有阶梯状通孔；
三个外挂环段(10)安装在环形基座(201)的阶梯状通孔上；所述压板(202)的一端压紧所述外挂环段(10)、另一端支撑在所述支撑块(203)的上表面；压板(202)通过螺钉(204)与环形基座(201)连接并压紧。
3.如权利要求2所述的一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于：所述压板(202)的压在外挂环段(10)上卡块(101)的上表面，在每个卡块(101)均设置有压板(202)进行压紧。
4.如权利要求1所述的一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于：在步骤S2中，定位焊采用的焊丝材料与外挂环段(10)的材料相同。
5.如权利要求4所述的一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于：在步骤S2中，定位焊采用的焊丝材料为HGH4648。
6.如权利要求1所述的一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于：在步骤S2中，定位焊采用的焊丝直径为φ1.0mm，采用的钨级直径为φ1.6mm；焊接电流为30-60A，焊接速度为0.1m/min。
7.如权利要求1所述的一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于：在步骤S2中，定位焊焊接操作完成后，进行自然冷却，冷却时间≥2h。
8.如权利要求1所述的一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于：在步骤S3中，进行数控车削时，选用刀宽2mm、尖角R0.2mm的切刀。
9.如权利要求8所述的一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于：在步骤S3中，进行数控车削时，刀轨包括径向垂直切、径向上切、以及径向下切；
所述径向垂直切的进刀方向沿卡槽(102)的径向方向；
所述径向上切的进刀方向是：先沿着卡槽(102)的下侧面进给，然后向上，再沿着卡槽(102)的上侧面收回；
所述径向下切的进刀方向是：先沿着卡槽(102)的上侧面进给，然后向下，再沿着卡槽(102)的下侧面收回。
10.如权利要求9所述的一种外挂环段卡槽的加工方法，其特征在于：
所述径向垂直切的切削参数为：转速S＝8-10r/min、进给F＝0.05-0.06mm/min、切深0.3-0.4mm；
所述径向上切的切削参数为：转速S＝10-15r/min、进给F＝0.06-0.08mm/min、切深0.1-0.2mm；
所述径向下切的切削参数为：转速S＝15-20r/min、进给F＝0.08-0.1mm/min、切深0.2mm。
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