[發(fā)明專利]一種薄壁機匣類零件無顫振加工方法及其加工夾具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810247920.1
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108481052A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王磊;盧秉恒;張瓊
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: B23Q3/08
• 分類號: B23Q3/08;B23Q15/00;B23Q17/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

一種薄壁機匣類零件無顫振加工方法及其加工夾具，本發(fā)明的加工方法通過傳感器實時監(jiān)測機匣在加工時的狀態(tài)，并判斷機匣當(dāng)前加工狀態(tài)是否能夠滿足加工精度要求，當(dāng)由于顫振引起加工精度不滿足時，計算機控制系統(tǒng)進行壓緊裝置壓緊力的實時調(diào)整，提高薄壁機匣類零件的剛性以及動態(tài)阻尼，使薄壁機匣類零件的加工精度滿足要求。夾具包括安裝在底座上的工件外側(cè)夾緊裝置與工件內(nèi)側(cè)夾緊裝置，機匣在加工時位于工件外側(cè)夾緊裝置與工件內(nèi)側(cè)夾緊裝置之間；工件外側(cè)夾緊裝置包括上側(cè)壓緊缸和下側(cè)壓緊缸，工件內(nèi)側(cè)夾緊裝置包括氣囊基座，氣囊基座上安裝有上側(cè)氣囊與下側(cè)氣囊；氣囊基座頂部還設(shè)置有空壓轉(zhuǎn)角缸。本發(fā)明的加工方法操作簡單，能夠保證加工精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械加工領(lǐng)域，具體涉及一種薄壁機匣類零件無顫振加工方法及其加工夾具。

背景技術(shù)

航空發(fā)動機是飛機的核心部件，而機匣又是航空發(fā)動機的關(guān)鍵部件，屬于典型的薄壁結(jié)構(gòu)類零件，其最薄處僅為2-3mm，制備材料多為鈦合金、高溫合金等難加工材料。薄壁機匣類零件具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚薄、剛性差、直徑大等特點，因此在加工過程中的切削溫度高、所需切削力大，容易出現(xiàn)刀具嚴(yán)重磨損并且產(chǎn)生切削顫振及工件變形的問題。以往由裝夾不合理導(dǎo)致的工件振動及薄壁處加工變形是影響航空發(fā)動機機匣加工精度的主要因素。并且傳統(tǒng)裝夾方式無法解決薄壁機匣類零件在加工過程中，壁厚不斷減小引起的顫振現(xiàn)象。

在現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)明專利《大型薄壁機匣加工減震夾具》(公告號：CN104440157A)公開了一種薄壁類機匣減震夾具，該減震夾具包括基座、支架、壓緊塊、支撐塊、支撐柄以及彈性材料等，通過支架與支撐塊、壓緊塊的組合實現(xiàn)機匣加工的減震效果，但是該技術(shù)方案無法滿足在薄壁類機匣加工過程中由于壁厚變化引起的夾緊力需要調(diào)整的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種薄壁機匣類零件無顫振加工方法及其夾具，能夠有效避免切削顫振，減小加工變形，提高機匣的加工精度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明薄壁機匣類零件無顫振加工方法，包括以下步驟：

步驟一、首先安裝工件外側(cè)夾緊裝置，對機匣的內(nèi)側(cè)進行加工，通過外側(cè)加速度傳感器實時監(jiān)測機匣在加工時的顫振狀態(tài)，直至機匣內(nèi)側(cè)加工完成；

然后安裝工件內(nèi)側(cè)夾緊裝置，對機匣外側(cè)進行加工，通過內(nèi)側(cè)加速度傳感器實時監(jiān)測機匣在加工時的顫振狀態(tài)，直至機匣外側(cè)加工完成；

步驟二、將外側(cè)加速度傳感器與內(nèi)側(cè)加速度傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)采集器，再由計算機控制系統(tǒng)分析得出加速度振幅量Wc，對比滿足加工精度要求無顫振現(xiàn)象的臨界振幅量Wc0，若加速度振幅量已經(jīng)大于等于臨界振幅量時，通過計算機在線計算得出所需調(diào)整的壓緊力，實時調(diào)整壓緊裝置的壓緊力，對機匣的剛性與阻尼進行補強，使薄壁機匣類零件的加工顫振現(xiàn)象得以抑制，從而保證薄壁類零件的加工精度要求。

壓緊裝置的壓緊力包括上側(cè)壓緊缸、下側(cè)壓緊缸、上側(cè)氣囊及下側(cè)氣囊的壓緊力。

本發(fā)明薄壁機匣類零件無顫振加工夾具，包括安裝在底座上的工件外側(cè)夾緊裝置與工件內(nèi)側(cè)夾緊裝置，機匣在加工時位于工件外側(cè)夾緊裝置與工件內(nèi)側(cè)夾緊裝置之間；工件外側(cè)夾緊裝置包括上側(cè)壓緊缸和下側(cè)壓緊缸，上側(cè)壓緊缸和下側(cè)壓緊缸之間設(shè)置有支撐塊；工件內(nèi)側(cè)夾緊裝置包括氣囊基座，氣囊基座上設(shè)有氣囊安裝槽，用于安裝上側(cè)氣囊與下側(cè)氣囊；上側(cè)壓緊缸與下側(cè)壓緊缸以及上側(cè)氣囊與下側(cè)氣囊實現(xiàn)對機匣的定位夾緊；氣囊基座頂部還設(shè)置有空壓轉(zhuǎn)角缸，空壓轉(zhuǎn)角缸實現(xiàn)對機匣外側(cè)加工時的軸向夾緊。

所述的底座上開設(shè)有銷孔和定位孔，工件外側(cè)夾緊裝置通過連接螺栓以及銷孔實現(xiàn)工裝與底座的定位夾緊；氣囊基座通過定位孔與底座之間實現(xiàn)定位夾緊。

所述的工件外側(cè)夾緊裝置與工件內(nèi)側(cè)夾緊裝置設(shè)有外側(cè)加速度傳感器和內(nèi)側(cè)加速度傳感器，外側(cè)加速度傳感器和內(nèi)側(cè)加速度傳感器實時監(jiān)測機匣在加工時的顫振狀態(tài)。