一种保证静子机匣装配孔同轴度的加工方法与流程

1.本发明涉及发动机机匣装配技术领域，特别提供了一种保证静子机匣装配孔同轴度的加工方法。


背景技术：

2.目前，国内加工机匣类产品的突出技术问题是零件变形量较大，虽然，相关领域研究人员，对控制机匣变形方面进行了多次攻关，但零件变形量较大的问题一直没有得到有效解决。
3.静子机匣现有的加工方法普遍以保证零件可加工完成为目的，在工艺和数控等方面未对零件加工过程进行控制，使得加工后零件装配孔的位置度和同轴度较大，影响后续整机静子机匣的装配过程。
4.人们迫切希望获得一种技术效果优良的保证静子机匣装配孔同轴度的加工方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种技术效果优良的保证静子机匣装配孔同轴度的加工方法。解决低压机匣装配孔位置度和同轴度大而导致整机静子机匣装配后同轴度超差的问题。
6.所述保证静子机匣装配孔同轴度的加工方法具体步骤如下：
7.步骤一，粗铣
8.调整原工艺粗铣工序余量，使稳定处理前粗铣加工去除零件大部分余量，粗铣后共去除大约68％的余量；从而降低稳定处理后大余量铣削产生的应力变形。
9.步骤二，稳定处理
10.通过热循环进行稳定处理；达到人工时效的目的，快速释放粗铣时大余量铣削产生的内应力。
11.步骤三，半精车
12.调整原半精车、半精铣工序余量，半精车单侧余量控制在0.8mm-1.2mm，半精铣型面余量单侧控制在0.8mm-1.2mm，减小加工余量，已降低加工变形。
13.步骤四，二次半精车
14.在原工艺路线半精车和精车工序间增加二次半精车工序，反复车削零件的前、后面，车削余量要求不大于0.3mm，来逐步修复车加工后因壁厚变薄内应力释放而产生的变形。
15.步骤五，精车
16.精车工序严格控制上刀量，按0.2mm，0.2mm，0.1mm加工余量进行加工，并设置应力释放点，在全型面加工0.2mm余量后松压板，使零件自由释放应力，再重新装夹加工。
17.步骤六，精铣
18.铣加工外型面时采用对称铣加工，控制零件变形，同时借鉴分层铣低应力铣削特
点，局部型面不直接加工到位，采用完整型面逐层铣削的方式，全型面逐步上刀去除余量。使加工应力均匀释放，减小因应力释放造成的变形。
19.步骤七，铣凸台孔
20.通过逐步加大刀具直径，采用轮廓铣方式加工凸台孔，以降低零件径向受力，从而控制零件变形。调整该铣加工工序至精修设计基准工序前，以降低铣加工对设计基准的影响。
21.步骤八，修基准和钻孔
22.修基准加工前对点找正0.02mm以内，然后修基准，固定多点支撑夹具，进行钻孔加工。精修设计基准工序，放在大量铣加工工序后，以降低铣加工变形对设计基准的影响，并且为保证加工后基准状态。
23.调整钻铰后端孔至最后加工，原工序考虑前后端加工一致性，以及前端孔机床测量要求更精，因此将前端最后加工，该方式加工后前端孔自由状态下位置度较好，但后端精密孔相对前端同轴度较差，后考虑零件装配关系，为保证装配后静子机匣同轴度要求，在可以保证前端孔机床测量合格的前提下，将后端孔改为最后加工。
24.所述保证静子机匣装配孔同轴度的加工方法主要从工艺和数控两方面对该机匣加工过程进行控制。
25.工艺方案优化
26.第一、优化工艺路线，调整加工顺序
27.为减小加工变形对设计基准和后端孔位置度的影响，进行工艺路线优化，调整铣凸台工序和钻铰后端孔工序的加工顺序，并在精车前增加二次半精车工序，同时调整粗加工和半精加工的余量，使更多余量在稳定处理前被去除，进一步降低半精加工后产生的应力变形。
28.第二、优化装夹方案，增强零件加工刚性
29.由于零件直径大，高度较高，后端孔加工时加工部位距支撑面较远，刚性较差，加工中零件易变形影响零件孔位置度。为此设计稳定装夹的多点支撑夹具，进行多点限位和支撑，加强后端孔加工过程刚性，减小加工变形，保证后端孔加工精度。附图1为钻铰后端精密孔的多点支撑夹具，该夹具在原本底面限位支撑固定的基础上，增加外圆辅助支撑，通过顶紧外圆，从而增加零件加工中刚性，降低加工变形，同时考虑钻孔轴向受力较大，会使需加工安装边产生向下变形，在加工安转边下增加辅助支撑，保证加工后安装边平面度，进而控制住位置度。
30.数控方案优化
31.第一、优化车削加工过程，控制车削状态
32.车加工变形控制是零件变形控制的重要环节，原零件最终加工后自由状态下圆跳＞0.2mm，需优化车削过程，通过前后端多次车削，逐步修复变形量，并在加工过程中设置应力释放点，让零件自由释放应力，以控制车加工后零件最终状态。
33.第二、优化铣加工过程，均匀释放应力
34.优化半精铣、精铣加工方法，铣加工外型面时采用对称铣加工，控制零件变形，同时借鉴分层铣低应力铣削特点，局部型面不直接加工到位，采用完整型面逐层铣削的方式，全型面逐步上刀去除余量，使加工应力均匀释放，减小因应力释放造成的变形。
35.第三、优化孔加工方案，控制孔系偏心量
36.为控制孔系偏心量，需着重控制前后端孔的加工方案，对加工的各个环节进行优化，全方面控制加工过程。通过采用对称钻孔、预留余量模拟加工、优化机床补偿程序等措施控制后端精密螺栓孔位置度和同轴度。
37.同时，开展高精度机床论证工作，办理工艺文件在不同设备上采用不同加工方法进行试验加工，并结合以往低压机匣加工数据，选择最优设备进行正式加工。统计4台机床加工数据，得出美国钻镗加工后精密孔位置度较好、同轴度较差，新曼德里加工后精密孔同轴度较好、位置度较差，综合考虑后续使用的影响因素，选择新曼德里设备进行加工，并通过机床补偿程序弥补其位置度较差的问题。
38.通过上述措施，成功控制零件变形情况，静子机匣后端精密孔的位置度和拟合圆偏心量逐步被控制，保证了静子机匣装配孔的同轴度，完全满足后续整机静子机匣的装配要求。
39.根据雷达图数据对比，改进后的孔系极半径曲线更贴合理论值，优化后图形明显更贴近圆形，且已无明显突变位置，表明所述保证静子机匣装配孔同轴度的加工方法对孔系偏心情况起到了很好的控制作用。
40.所述保证静子机匣装配孔同轴度的加工方法，结合相似薄壁机匣类零件变形控制措施，从整体工艺路线分析，优化整体工艺路线和加工余量，及时记录各工序技工数据，并对影响变形和精密孔加工的工序设计专用工装，增强加工中刚性；从具体工序加工过程分析，运用物理仿真，分析理论变形规律，对车、铣、钻工序开展高效低应力加工方案研究，控制工序加工质量。
41.成功控制了机匣装配孔的位置度和同轴度，改善后的低压机匣可完全满足后续整机装配要求，装配后的整机静子机匣同轴度可满足设计要求。
附图说明
42.下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
43.图1为多点支撑夹具示意图。
具体实施方式
44.实施例1
45.所述保证静子机匣装配孔同轴度的加工方法具体步骤如下：
46.步骤一，粗铣
47.调整原工艺粗铣工序余量，使稳定处理前粗铣加工去除零件大部分余量，粗铣后共去除大约68％的余量；从而降低稳定处理后大余量铣削产生的应力变形。
48.步骤二，稳定处理
49.通过热循环进行稳定处理；达到人工时效的目的，快速释放粗铣时大余量铣削产生的内应力。
50.步骤三，半精车
51.调整原半精车、半精铣工序余量，半精车单侧余量控制在0.8mm-1.2mm，半精铣型面余量单侧控制在0.8mm-1.2mm，减小加工余量，已降低加工变形。
52.步骤四，二次半精车
53.在原工艺路线半精车和精车工序间增加二次半精车工序，反复车削零件的前、后面，车削余量要求不大于0.3mm，来逐步修复车加工后因壁厚变薄内应力释放而产生的变形。
54.步骤五，精车
55.精车工序严格控制上刀量，按0.2mm，0.2mm，0.1mm加工余量进行加工，并设置应力释放点，在全型面加工0.2mm余量后松压板，使零件自由释放应力，再重新装夹加工。
56.步骤六，精铣
57.铣加工外型面时采用对称铣加工，控制零件变形，同时借鉴分层铣低应力铣削特点，局部型面不直接加工到位，采用完整型面逐层铣削的方式，全型面逐步上刀去除余量。使加工应力均匀释放，减小因应力释放造成的变形。
58.步骤七，铣凸台孔
59.通过逐步加大刀具直径，采用轮廓铣方式加工凸台孔，以降低零件径向受力，从而控制零件变形。调整该铣加工工序至精修设计基准工序前，以降低铣加工对设计基准的影响。
60.步骤八，修基准和钻孔
61.修基准加工前对点找正0.02mm以内，然后修基准，固定多点支撑夹具，最后进行钻孔加工。精修设计基准工序，放在大量铣加工工序后，以降低铣加工变形对设计基准的影响，并且为保证加工后基准状态。