[發明專利]薄壁鈦合金機匣同軸精密斜孔的加工方法

有效

• 申請號: 201911104711.2
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110919045B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 劉偉淋;伍露;吳建;肖宗元
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: B23B41/00
• 分類號: B23B41/00
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 唐湘

本發明公開了一種薄壁鈦合金機匣同軸精密斜孔的加工方法，其應用主軸擺動式五軸數控機床，采用夾具將待加工的薄壁鈦合金機匣墊起一定高度后，采用擺動主軸從薄壁鈦合金機匣的兩端開口分別加工精密孔一和精密孔二，主軸擺動式五軸加工中心可以向上翻轉50度，滿足加工中介機匣上下兩端精密孔的行程要求，將待加工的薄壁鈦合金機匣墊起一定高度后，可以通過主軸上下偏擺分別加工薄壁鈦合金機匣上下兩端的精密孔，鏜刀采用多段直線進刀方式，既避開了干涉位置又可對精密孔進行鏜削加工，實現了一次裝夾中介機匣后完成上下兩端的精密孔的加工，避免了多次裝夾所帶來的找正誤差，保證了兩個精密孔的同軸度。

技術領域

本發明涉及數字化制造技術領域，特別地，涉及一種薄壁鈦合金機匣同軸精密斜孔的加工方法。

背景技術

新一代航機逐步向大功率，較長飛行時間方向發展，所以對于航空發動機性能的要求較高，中介機匣是航空發動機上最重要的承力機構，內部除了有大量的油管、氣管、電纜，還有軸頸用于支承轉子，往外將發動機載荷傳遞給飛機。中介機匣結構非常復雜，是涉及部件及附件最多的發動機單元體。

1)零件的多層薄壁環結構剛性不足。

某大發機型的中介機匣，零件為整體鈦合金鑄造結構，高190mm，最大外徑為750mm，其結構在周向分為內外三層，每層最大厚度為2-3mm，零件外層與中層由7處支板連接，中層與內層由4處支板連接，零件整體結構復雜，外徑較大，每一層都很薄，屬于典型的薄壁件，薄壁與復雜的結構使得零件的剛性和機械加工性能很差，加工過程刀具和零件都會產生一定振動，當刀具與零件發生共振時，零件加工部位會發出刺耳的共鳴聲，加工表面出現明顯的振紋。

2)零件兩精密孔同軸度要求較高。

如圖1所示，某型發動機機匣為薄壁鈦合金機匣，兩端分別具有精密孔一1和精密孔二2，精密孔一1和精密孔二2雖然同軸，但分別位于零件兩端，由于兩外端精密孔的孔徑比中間通道孔徑大，所以零件需要兩次裝夾，兩精密孔需要從零件的正反兩端分別進行加工，不能從孔的一端一次加工完成，而兩精密孔的同軸度較高，加工難度較大。

3)零件外形對精密孔孔口產生干涉。

分別從零件兩端加工兩精密孔時，精密孔孔口進刀位置會對鏜刀進退刀產生干涉，如圖2所示，加工零件內端的精密孔二2時，鏜刀需與零件軸線成一夾角，通過零件內腔傾斜向下對精密孔二2進行加工，鏜刀在下刀時會與零件第二端開口位置3處發生干涉；在加工零件外端的精密孔一1時，鏜刀需傾斜向上與零件軸線成一夾角，通過零件內腔傾斜向上對精密孔一1進行加工，鏜刀在進刀時會與零件第一端開口位置4處發生干涉，因此，鏜刀不能直接對精密孔進行加工，需要安裝較長的加長桿，偏置一定距離進入后方可進行鏜削加工，再偏置退出。

4)零件需要分正反兩端裝夾加工。

兩精密孔位于零件正反兩端，由于干涉和AC轉臺旋轉的五軸數控機床的旋轉行程，在A、C轉臺旋轉的五軸數控機床上一次只能加工一個精密孔，翻面再裝夾找正加工第二個精密孔，而兩次裝夾會帶來一定的找正誤差，兩個精密孔的同軸度無法保證。

5)精密孔表面粗糙度要求高。

兩精密孔表面粗糙度要求較高，零件的結構較薄和復雜，同樣剛性很差，加工時零件很容易產生振動，致使精密孔表面有較深的振紋，無法滿足粗糙度要求。

發明內容

本發明提供了一種薄壁鈦合金機匣同軸精密斜孔的加工方法，以解決現有的中介機匣加工兩端的同軸精密斜孔時需要兩次裝夾、兩精密孔同軸度不符合要求的技術問題。