一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法
【專利摘要】一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法包括如下步驟：對第一安裝邊和第二安裝邊端面研磨；在數(shù)控銑床上提供一個水平放置的第一夾具，其設(shè)置有第一定位銷，計算所述第一定位銷的中心所確定的第一圓心坐標(biāo)；依據(jù)所述第一圓心坐標(biāo)，對所述第二安裝邊進(jìn)行三個精密孔粗加工；對粗加工的所述精密孔的位置度進(jìn)行測量，對所述數(shù)控銑床進(jìn)行調(diào)整，對所述精密孔進(jìn)行精加工。本發(fā)明提供一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法，其克服了機(jī)床設(shè)備精度和夾具制造精度的影響。
【專利說明】一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動機(jī)零件的加工方法，尤其是一種用于航空發(fā)動機(jī)的渦輪 機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于航空發(fā)動機(jī)的機(jī)匣類零件屬于典型的薄壁焊接件，一般包括機(jī)匣壁和焊接于 機(jī)匣壁兩端的安裝邊，機(jī)匣壁是鈑金件，最小壁厚為0.8mm。
[0003]圖1為一種用于航空發(fā)動機(jī)的渦輪機(jī)匣的剖視示意圖，因所述渦輪機(jī)匣壁厚過 小，因此圖1中省略剖面線，圖2為圖1所示的渦輪機(jī)匣的俯視示意圖,參見圖1-2所示,所 述渦輪機(jī)匣I包括一個錐臺形機(jī)匣壁11以及分別焊接在所述機(jī)匣壁11兩端的第一安裝邊 12和第二安裝邊13，圖3為圖2所示的渦輪機(jī)匣的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3主要為了表示所 述渦輪機(jī)匣I的整體結(jié)構(gòu)，圖3中省略了所述第一安裝邊12和所述第二安裝邊13上精密 孔以及所述機(jī)匣壁11上的其他結(jié)構(gòu)。
[0004]機(jī)匣類零件的安裝邊上均需加工精密孔，這些精密孔用于定位和連接對象零件。 孔的自身位置度和不同安裝邊對應(yīng)的孔的相互位置度要求都很高，比如位置度要求在自由 狀態(tài)不大于0.05。對于單個安裝邊上的精密孔，例如所述第一安裝邊12上的精密孔，因其 可以在數(shù)控機(jī)床上一次加工到位，因此比較容易保障所述第一安裝邊12上的精密孔自身 位置度。但如圖1-3所示，由于所述機(jī)匣壁11很薄，而且所述渦輪機(jī)匣I的高度可達(dá)300mm 以上，因此在第一安裝邊12上的精密孔已經(jīng)加工到位，需要對所述第二安裝邊13進(jìn)行孔加 工時，零件極易產(chǎn)生變形。此外由于對上述不同安裝邊上對應(yīng)的精密孔的位置度要求非常 高，也就是所述第二安裝邊13上的精密孔自身位置度以及其與所述第一安裝邊12上的對 應(yīng)的精密孔的相互位置度要求非常高，因此對夾具設(shè)計、制造精度要求非常高，而且要求機(jī) 床也具有相當(dāng)高的精度。
[0005]常規(guī)加工方法必須使用高精密的數(shù)控鏜床，同時需要一套精度非常高的夾具，而 且對機(jī)匣零件本身定位面和定位孔的精度要求相當(dāng)高，完全依賴機(jī)床和夾具的精度來保證 零件加工質(zhì)量。由于受現(xiàn)有機(jī)床精度和夾具加工精度的限制，現(xiàn)有機(jī)匣零件的工序合格率 較低，難以超過70%。
[0006]因此本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)是如何在現(xiàn)有機(jī)床設(shè)備條件下對精密孔的加工方法進(jìn)行改 進(jìn)，從而提升工序合格率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法， 以減少或避免前面所提到的問題。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方 法，所述渦輪機(jī)匣包括一個錐臺形機(jī)匣壁以及分別焊接在所述機(jī)匣壁兩端的第一安裝邊和 第二安裝邊，沿所述第一安裝邊和所述第二安裝邊的周邊分別具有至少三個精密孔，所述第一安裝邊的精密孔已經(jīng)加工到位，所述第一安裝邊的三個精密孔為定位孔，所述加工方 法包括如下步驟:
[0009]A、對所述第一安裝邊和所述第二安裝邊端面研磨；在數(shù)控銑床上提供一個水平放 置的第一夾具，所述第一夾具對應(yīng)所述第一安裝邊的所述定位孔設(shè)置有三個第一定位銷， 所述第一夾具設(shè)置有用于與所述第一安裝邊的端面貼合的第一支靠面；
[0010]B、利用所述數(shù)控銑床對三個所述第一定位銷分別進(jìn)行找正，并通過所述數(shù)控銑床 分別獲得三個所述第一定位銷的中心坐標(biāo)，計算三個所述第一定位銷的中心所確定的圓的 第一圓心坐標(biāo)；
[0011]C、將所述渦輪機(jī)匣放置于所述第一夾具之上，使所述第一定位銷插入所述定位 孔，使所述第一安裝邊端面與所述第一支靠面貼合，在所述數(shù)控銑床上依據(jù)步驟B中的所 述第一圓心坐標(biāo)，對所述第二安裝邊進(jìn)行三個所述精密孔粗加工；
[0012]D、對步驟C中粗加工的三個所述精密孔的位置度進(jìn)行三坐標(biāo)測量，如果測量合 格，則直接對步驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸，如果測量不合格， 則將步驟C中粗加工的三個所述精密孔的中心所確定的圓的第二圓心坐標(biāo)與三個所述定 位孔的中心所確定的圓的第三圓心坐標(biāo)進(jìn)行比對，根據(jù)所得的差值對所述數(shù)控銑床進(jìn)行調(diào) 整，之后，對步驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸。
[0013]優(yōu)選地，若所述第二安裝邊的周邊具有三個以上的精密孔，則在步驟D中，在對步 驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸的同時，加工所述第二安裝邊上的 其他的精密孔。
[0014]優(yōu)選地，在步驟A中，利用所述數(shù)控銑床主軸自身移動對所述第一支靠面進(jìn)行
0.02mm的銑削加工。
[0015]本發(fā)明提供一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法，其克服了機(jī)床設(shè)備精 度和夾具設(shè)計難度、制造精度的影響，能夠利用現(xiàn)有機(jī)床設(shè)備加工出合格零件，工序合格率 能夠達(dá)到99%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0017]圖1為一種用于航空發(fā)動機(jī)的渦輪機(jī)匣的剖視示意圖；
[0018]圖2為圖1所示的渦輪機(jī)匣的俯視示意圖；
[0019]圖3為圖2所示的渦輪機(jī)匣的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)施例中的一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的 加工方法中所使用的夾具的俯視示意圖；
[0021]圖5為圖4所示的夾具的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為圖4所示的夾具的使用狀態(tài)的B-B剖視示意圖；
[0023]圖7為圖6中A處放大示意圖；
[0024]圖8為圖7中壓板的剖視示意圖；
[0025]圖9為圖8所示的壓板的俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0026]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā) 明的【具體實(shí)施方式】。其中，相同的部件采用相同的標(biāo)號。
[0027]下面以【背景技術(shù)】中描述的所述渦輪機(jī)匣I為例來說明本發(fā)明提供的一種飛機(jī)渦 輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法。
[0028]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)施例中的一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的 加工方法中所使用的夾具的俯視示意圖；圖5為圖4所示的夾具的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為 圖4所示的夾具的使用狀態(tài)的B-B剖視示意圖；圖7為圖6中A處放大示意圖；圖8為圖7 中壓板的剖視示意圖；圖9為圖8所示的壓板的俯視示意圖。參見圖1-2、4-9所示,本發(fā)明 提供了一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法，所述渦輪機(jī)匣I包括一個錐臺形機(jī) 匣壁11以及分別焊接在所述機(jī)匣壁兩端的第一安裝邊12和第二安裝邊13，沿所述第一安 裝邊12和所述第二安裝邊13的周邊分別具有至少三個精密孔，所述第一安裝邊12的精密 孔已經(jīng)加工到位，所述第一安裝邊12的三個精密孔為定位孔121，所述加工方法包括如下 步驟:
[0029]A、對所述第一安裝邊12和所述第二安裝邊13端面研磨；在數(shù)控銑床(圖中未示 出)上提供一個水平放置的第一夾具2，所述第一夾具2對應(yīng)所述第一安裝邊12的所述定 位孔121設(shè)置有三個第一定位銷211，所述第一夾具2設(shè)置有用于與所述第一安裝邊12的 端面貼合的第一支靠面212;
[0030]對所述第一安裝邊12和所述第二安裝邊13端面研磨是為了保障端面的平面度和 光潔度，避免由于所述第一安裝邊12和所述第二安裝邊13端面不平，導(dǎo)致加工變形，影響 后續(xù)加工精度，在研磨后，將所述渦輪機(jī)匣I以自由狀態(tài)放置于所述第一夾具2之上，使所 述第一安裝邊12與所述第一支靠面212貼合，然后向所述第一安裝邊12施加壓力，使其與 所述第一支靠面212緊密貼合，在所述第二安裝邊13端面使用千分表進(jìn)行打表測量，需要 保證千分表讀數(shù)在壓緊和松開時的變化量在0.005mm以內(nèi)。
[0031]參見圖4-7所示，本發(fā)明提供了一種用于固定所述渦輪機(jī)匣I的第一夾具2，其具 有一個用于與所述數(shù)控機(jī)床連接的本體部21，所述本體部21上設(shè)置有一個第一圓形凸臺 22，所述第一圓形凸臺22上設(shè)置有一個第二圓形凸臺23，所述第二圓形凸臺23的上端面即 是所述第一支靠面212，所述第二圓形凸臺23設(shè)置有三個向外側(cè)延伸的延伸部210，所述延 伸部210上設(shè)置有所述第一定位銷211，所述第二圓形凸臺23的直徑d小于所述第一安裝 邊12的內(nèi)側(cè)直徑，當(dāng)所述第一定位銷211插入所述定位孔121時，所述第一安裝邊12的端 面僅僅與所述延伸部210的上端面貼合，也即是僅僅與所述第一支靠面212位于所述延伸 部210上的部分貼合，這樣，就能在保障所述第一夾具2提供足夠的支撐強(qiáng)度的同時，減少 所述第一安裝邊12的端面與所述第一支靠面212的接觸面積，也就能夠減少由于所述第一 安裝邊12的端面和所述第一支靠面212的表面不平度可能帶來的壓緊變形
[0032]當(dāng)三個所述第一定位銷211分別插入三個所述定位孔121時，利用三點(diǎn)過定位的 方式可以實(shí)現(xiàn)對所述渦輪機(jī)匣I的穩(wěn)定定位。
[0033]B、利用所述數(shù)控銑床對三個所述第一定位銷211分別進(jìn)行找正，并通過所述數(shù)控 銑床分別獲得三個所述第一定位銷211的中心坐標(biāo)，計算三個所述第一定位銷211的中心 所確定的圓的第一圓心坐標(biāo)；
[0034]利用所述數(shù)控銑床可以分別獲得三個所述第一定位銷211的中心坐標(biāo)，然后可以在計算機(jī)上利用CAD或者M(jìn)asterCAM等軟件技術(shù)得出三個所述第一定位銷211的中心所確 定的圓的第一圓心坐標(biāo)的數(shù)據(jù)。
[0035]C、將所述渦輪機(jī)匣I放置于所述第一夾具2之上，將所述第一定位銷211插入所 述定位孔121，使所述第一安裝邊12端面與所述第一支靠面212貼合，在所述數(shù)控銑床上依 據(jù)步驟B中的所述第一圓心坐標(biāo)，對所述第二安裝邊13進(jìn)行三個所述精密孔粗加工；
[0036]參見圖6-9所示，為了保障所述渦輪機(jī)匣I在加工過程中的穩(wěn)定，所述第一夾具2 還可以進(jìn)一步包括在所述第一定位銷211位置處對所述第一安裝邊12進(jìn)行夾持的壓板24， 所述壓板24具有一個U形頭部，這樣可以將所述定位孔121兩側(cè)的所述第一安裝邊12與 所述第一支靠面212緊密夾持。
[0037]D、對步驟C中粗加工的三個所述精密孔的位置度進(jìn)行三坐標(biāo)測量，如果測量合 格，則直接對步驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸，如果測量不合格， 則將步驟C中粗加工的三個所述精密孔的中心所確定的圓的第二圓心坐標(biāo)與三個所述定 位孔121的中心所確定的圓的第三圓心坐標(biāo)進(jìn)行比對，根據(jù)所得的差值對所述數(shù)控銑床進(jìn) 行調(diào)整，之后，對步驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸；
[0038]在對步驟C中粗加工的三個所述精密孔的位置度進(jìn)行測量時，可以將所述渦輪機(jī) 匣I從所述第一定位夾具2上取下，利用三坐標(biāo)測量儀進(jìn)行測量，從而獲得步驟C中粗加工 的三個所述精密孔的中心所確定的圓的第二圓心坐標(biāo)，同時還可以對三個所述定位孔121 的中心所確定的圓的第三圓心坐標(biāo)進(jìn)行測量獲取。
[0039]當(dāng)利用三點(diǎn)過定位的方式對所述渦輪機(jī)匣I穩(wěn)定定位后，如果所述第一定位銷 211與所述定位孔121的加工位置度和精度都能滿足要求，則所述第一圓心坐標(biāo)也就位于 三個所述定位孔121的中心所確定的圓的第三圓心坐標(biāo)。因此，若步驟C中粗加工的三個 所述精密孔的位置度符合設(shè)計要求，則可進(jìn)一步對所述精密孔孔進(jìn)行精加工到最終尺寸；
[0040]但由于現(xiàn)有機(jī)床和夾具精度的限制，所述第一定位銷211與所述定位孔121的加 工位置度和精度均很難得到保障，因此，當(dāng)步驟C中粗加工的三個所述精密孔的位置度不 符合設(shè)計要求時，也就需要重新對所述數(shù)控銑床的加工參數(shù)(也即是輸入所述數(shù)控銑床的 程序的數(shù)值)進(jìn)行調(diào)整，這也是本發(fā)明進(jìn)一步要解決的問題。也就是說，本發(fā)明通過將所述 第二圓心坐標(biāo)與三個所述定位孔121的中心所確定的圓的第三圓心坐標(biāo)進(jìn)行比對，根據(jù)所 得的差值，也就是偏移坐標(biāo)數(shù)據(jù)，對所述數(shù)控銑床的加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，之后，所述數(shù)控銑 床就可以根據(jù)調(diào)整后的參數(shù)，也即是與三個所述定位孔121的中心所確定的圓的第三圓心 坐標(biāo)匹配的加工中心，對步驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸，這樣 就完成了所述第二安裝邊13上的精密孔的加工。也就能夠有效的保障所述第二安裝邊13 上的精密孔與對應(yīng)的所述第一安裝邊12上的精密孔的相對位置度。
[0041]在一個優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)所述第二安裝邊13的周邊具有三個以上的精密孔時，則 在步驟D中，對步驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸同時，加工所述第 二安裝邊13上的其他的精密孔。
[0042]在一個優(yōu)選實(shí)施例中，在步驟A中，利用所述數(shù)控銑床主軸自身移動對所述第一 支靠面212進(jìn)行0.02mm的銑削加工。這樣可以保證所述數(shù)控銑床主軸移動與所述第一支 靠面的絕對垂直，從而可以克服所述數(shù)控銑床可能存在的自身的精度不足以及所述第一夾 具2可能的制造精度不足對后繼加工帶來的影響。[0043]本發(fā)明提供一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法，其克服了機(jī)床設(shè)備精 度和夾具制造精度的影響，能夠利用現(xiàn)有機(jī)床設(shè)備加工出合格零件，工序合格率能夠達(dá)到 99%以上。
[0044]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然本發(fā)明是按照多個實(shí)施例的方式進(jìn)行描述的，但 是并非每個實(shí)施例僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案。說明書中如此敘述僅僅是為了清楚起見， 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體加以理解，并將各實(shí)施例中所涉及的技術(shù)方案 看作是可以相互組合成不同實(shí)施例的方式來理解本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何 本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合， 均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種飛機(jī)渦輪機(jī)匣安裝邊的精密孔的加工方法，所述渦輪機(jī)匣包括一個錐臺形機(jī)匣 壁以及分別焊接在所述機(jī)匣壁兩端的第一安裝邊和第二安裝邊，沿所述第一安裝邊和所述 第二安裝邊的周邊分別具有至少三個精密孔，所述第一安裝邊的精密孔已經(jīng)加工到位，所 述第一安裝邊的三個精密孔作為定位孔，所述加工方法包括如下步驟:A、對所述第一安裝邊和所述第二安裝邊端面研磨；在數(shù)控銑床上提供一個水平放置的 第一夾具，所述第一夾具對應(yīng)所述第一安裝邊的所述定位孔設(shè)置有三個第一定位銷，所述 第一夾具設(shè)置有用于與所述第一安裝邊的端面貼合的第一支靠面；B、利用所述數(shù)控銑床對三個所述第一定位銷分別進(jìn)行找正，并通過所述數(shù)控銑床分別 獲得三個所述第一定位銷的中心坐標(biāo)，計算三個所述第一定位銷的中心所確定的圓的第一 圓心坐標(biāo)；C、將所述渦輪機(jī)匣放置于所述第一夾具之上，使所述第一定位銷插入所述定位孔，使 所述第一安裝邊端面與所述第一支靠面貼合，在所述數(shù)控銑床上依據(jù)步驟B中的所述第一 圓心坐標(biāo)，對所述第二安裝邊進(jìn)行三個所述精密孔粗加工；D、對步驟C中粗加工的三個所述精密孔的位置度進(jìn)行三坐標(biāo)測量，如果測量合格，則 直接對步驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸，如果測量不合格，則將 步驟C中粗加工的三個所述精密孔的中心所確定的圓的第二圓心坐標(biāo)與三個所述定位孔 的中心所確定的圓的第三圓心坐標(biāo)進(jìn)行比對，根據(jù)所得的差值對所述數(shù)控銑床進(jìn)行調(diào)整， 之后，對步驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若所述第二安裝邊的周邊具有三個以上 的精密孔，則在步驟D中，在對步驟C中粗加工的三個所述精密孔進(jìn)行精加工到最終尺寸的 同時，加工所述第二安裝邊上的其他的精密孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟A中，利用所述數(shù)控銑床主軸自身 移動對所述第一支靠面進(jìn)行0.02mm的銑削加工。
【文檔編號】B23C3/00GK103586513SQ201310560491
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】鄧春珍, 周成 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司