CN111975298B - 一种压气机罩涂层面通气孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压气机罩涂层面通气孔加工方法，包括：按照通气孔预设的加工位置切削加工盲孔；在压气机罩的流道轮廓面喷涂形成喷涂层；对所述盲孔进行电火花加工使所述盲孔贯穿至所述喷涂层形成所述通气孔。本发明所提供的压气机罩涂层面通气孔加工方法提高了加工效率，能够有效避免打刀及涂层脱落问题，解决了压气机罩涂层面通气孔加工不便的问题。

Description

一种压气机罩涂层面通气孔加工方法

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别涉及一种压气机罩涂层面通气孔加工方法。

背景技术

航空发动机是飞机的“心脏”，被誉为航空工业“皇冠”上的“明珠”，其先进性是衡量一个国家工业水平和能力的重要标志。伴随着世界航空产业的飞速发展，航空发动机在不断研发新机的同时，也对发动机的材料和结构特性提出了更高的要求。航空发动机压气机罩结构复杂，零件流道轮廓面属于喷涂面，喷涂面加工通气孔容易导致涂层脱落，崩缺；且在加工过程中刀具伸长过长，刚性差，零件加工过程中易发生打刀，零件报废风险大。

如何提高压气机罩通气孔加工合格率及成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种压气机罩涂层面通气孔加工方法，该加工方法能够提高加工效率，有效避免打刀及涂层脱落问题，从而解决压气机罩涂层面通气孔加工困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种压气机罩涂层面通气孔加工方法，包括：

按照通气孔预设的加工位置切削加工盲孔；

在压气机罩的流道轮廓面喷涂形成喷涂层；

对所述盲孔进行电火花加工使所述盲孔贯穿至所述喷涂层形成所述通气孔。

可选地，所述按照通气孔预设的加工位置切削加工盲孔的步骤位于所述在压气机罩的流道轮廓面喷涂形成喷涂层的步骤之前。

可选地，所述按照通气孔预设的加工位置切削加工盲孔具体采用数控铣削加工。

可选地，所述按照通气孔预设的加工位置切削加工盲孔的步骤为：

在所述压气机罩标记全部所述通气孔的位置；

将铣刀对准所述通气孔的圆心以预设半径和预设深度进行铣削和控制所述铣刀进给，完成一个所述盲孔的加工；

逆时针转动所述压气机罩并固定，重复上一所述盲孔的铣削步骤，直至完成全部所述盲孔的加工。

可选地，所述对所述盲孔进行电火花加工使所述盲孔贯穿至所述喷涂层形成所述通气孔的步骤具体为：

将所述压气机罩装夹固定于机罩固定装置；

将电火花加工电极与所述盲孔对准；

控制所述电火花加工电极进给以使所述盲孔贯穿至所述喷涂层。

可选地，所述机罩固定装置包括基座、与所述基座同轴转动连接且用以固定所述压气机罩的分度盘。

可选地，所述基座的侧壁固接有呈L型延伸至所述分度盘端面的导板，所述导板的末端设有可供所述电火花加工电极穿过的对刀孔；所述将电火花加工电极与所述盲孔对准的步骤具体为：

将所述对刀孔与所述盲孔对准：

控制所述电火花加工电极穿过所述对刀孔伸入所述盲孔内。

可选地，所述控制所述电火花加工电极进给以使所述盲孔贯穿至所述喷涂层的步骤具体为：

加工完成一个所述盲孔后拔出用以周向定位所述基座和所述分度盘的滚花把手；

退出所述电火花加工电极，旋转所述分度盘并将所述分度盘相对所述基座固定，控制所述电火花加工电极进行下一所述盲孔加工

重复完成全部所述盲孔加工。

相对于上述背景技术，本发明所提供的压气机罩涂层面通气孔加工方法采用铣削加工结合电火花加工的工艺，首先在压气机罩对应的位置铣削形成与预设通气孔开设位置及直径相同的盲孔，且在压气机罩的流道轮廓面喷涂，二者并无先后顺序之分；由于开设盲孔，铣刀并未接触喷涂层，铣削也不会造成喷涂层的涂层脱落，之后采用电火花加工，同样避免了涂层脱落，且加工盲孔降低了电火花加工的工作量，显著降低了加工时长，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的压气机罩涂层面通气孔加工方法的流程图；

图2为本发明所提供压气机罩加工盲孔后的示意图；

图3为图2的A-A视图；

图4为图2的B部放大图；

图5为加工形成通气孔的示意图；

图6为压气机罩电火花加工固定时的示意图。

其中：

1-压气机罩、2-通气孔、3-喷涂层、4-盲孔、5-基座、6-分度盘、7-导板、8-对刀孔、9-滚花把手。

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做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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图6，图1为本发明实施例所提供的压气机罩涂层面通气孔加工方法的流程图，图2为本发明所提供压气机罩加工盲孔后的示意图，图3为图2的A-A视图，图4为图2的B部放大图，图5为加工形成通气孔的示意图，图6为压气机罩电火花加工固定时的示意图。

本发明所提供的压气机罩涂层面通气孔加工方法采用机械切削加工和电火花加工相结合的方式，通过机械切削加工形成并未损坏喷涂层3的盲孔4，然后借助电火花加工对盲孔4进行贯穿，由于电火花加工的加工特性，显著缩小了喷涂层3被贯穿形成通气孔2时的应力，避免了涂层脱落，且相对于完全采用电火花加工而言，显著缩短了加工时间，提高了加工效率。

下面结合附图和具体实施例对本发明所提供的压气机罩涂层面通气孔加工方法进行更加详细的介绍。

在本发明所提供的一种具体实施例中，压气机罩涂层面通气孔加工方法主要包括以下三个步骤，步骤S1:按照通气孔2预设的加工位置切削加工盲孔4；步骤S2：在压气机罩1的流道轮廓面喷涂形成喷涂层3；和步骤S3：对所述盲孔4进行电火花加工使所述盲孔4贯穿至所述喷涂层3形成所述通气孔2。步骤S1和步骤S2通常无先后顺序之分，也即既可以先在压气机罩1的流道轮廓面的进行喷涂形成喷涂层3，也可以先采用数控机床等切削设备在压气机罩1切削形成通气孔2。

考虑到切削过程中的振动等不确定因素可能造成涂层面的损坏，本发明在具体实施时采用先切削加工盲孔4后在压气机罩1的流道面进行喷涂的操作，从而提高喷涂层3的质量。盲孔4在加工时从压气机罩1的外侧向其流道轮廓面延伸且未贯穿至流道轮廓面。

为提高加工效率，通常可采用数控切削加工，切削加工盲孔4时，首先将压气机罩1固定在数控机床上，然后在预设的同期孔的位置上进行作标记；标记具体设置在压气机罩1的外侧，这是因为盲孔4开设是沿压气机罩1的外侧向其内侧的流道轮廓面进行切削。标记位置为通孔开设的圆心，将铣刀的刀尖对准标记进行切削和进给，通过调整铣刀的进给量控制盲孔4的深度。完成一个盲孔4加工后，将铣刀从盲孔4退出，然后采用顺时针或逆时针转动压气机罩1，重复进行切削和控制铣刀进给，直至完成全部盲孔4的加工。在加工过程中，需注意对铣刀进行降温。

当全部盲孔4加工完毕且对压气机罩1的流道轮廓面喷涂完毕且喷涂层3稳定后即可进行盲孔4的电火花加工，使得盲孔4贯穿至喷涂层3也即压气机罩1涂层面完成通气孔2的加工。

电火花加工(EDM)，又称放电加工或电蚀加工。是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法。

电火花加工时，脉冲电源的一极接工具电极也即本申请所说的电火花加工电极，另一极接工件电极，两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质(常用煤油或矿物油或去离子水)中。工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙(0.01～0.05mm)。当脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿，形成放电通道。由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中，放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发，以致形成一个小凹坑。第一次脉冲放电结束之后，经过很短的间隔时间，第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。如此周而复始高频率地循环下去，工具电极不断地向工件进给，它的形状最终就复制在工件上，形成所需要的加工表面。

在进行电火花加工时，首先需借助机罩固定装置将压气机罩1固定，然后将电火花加工电极(工具电极)与盲孔4对准，通过控制电火花加工电极进给维持电火花加工电极与盲孔4底部之间的间隙，对盲孔4进行电蚀，直至使盲孔4延伸贯穿至喷涂层3形成通孔，完成通气孔2的加工，当完成一个通气孔2的加工后，需要转动压气机罩1对另一盲孔4进行加工。

在本发明所提供的具体加工方法中，机罩固定装置包括基座5，基座5同轴设有可相对基座5转动的分度盘6，基座5和分度盘6之间设有用来周向固定二者的滚花把手9，基座5和分度盘6的中央则设有控制分度盘6旋转的旋转轴，基座5设置供旋转轴穿设的轴承。当需要转动压气机罩1时，首先拔出滚花把手9旋转90°，滚花把手9的末端就会固定在基座5内，此时可通过旋转轴带动分度盘6和压气机罩1进行旋转；旋转到位将滚花把手9反向旋转90°后插接在分度盘6的对应的定位孔，实现压气机罩1的固定。进一步地，基座5的侧面固定L型的导板7；导板7通过螺钉固定在基座5上，导板7的末端延伸至分度盘6用来安装压气机罩1的端面，导板7的末端设置对刀孔8，通过对刀孔8与待加待加工盲孔4对准，移动X轴和Y轴控制电火花加工电极对准并穿过对刀孔8的中心，进入盲孔4内进行对盲孔4的电蚀贯穿，也即电火花加工电极的中心与盲孔4的中心对准。

在压气机罩1与基座5相对固定后，通过控制电火花加工电极也即工具电机穿过导板7的对刀孔8进入盲孔4完成对一个盲孔4的电蚀贯穿，形成通气孔2；在对下移盲孔4进行加工时，需将电火花加工电极从加工完成的通气孔2以及对刀孔8中退出，拆除导板7，然后通过拔出滚花把手9，使得分度盘6能够带动压气机罩1相对基座5旋转。分度盘6同时起到转角控制对压气机罩1的安装固定作用，转动压气机罩1使另一盲孔4的中心对电火花加工电极的中心；由于经过电火花加工电极经过第一次借助对刀孔8与盲孔的对准，相邻的盲孔4之间的夹角是固定的，控制分度盘6转动相同的角度即可实现电火花加工电极与下一盲孔4的对准，无需再次借助导板7及对刀孔8进行对准；然后将滚花把手9***分度盘6将分度盘6相对基座5固定，再次控制电火花加工电极穿过对刀孔8进入下一盲孔4进行电蚀加工即可，重复上述操作直至完成全部盲孔4的贯穿，完成对压气机罩1涂层面的通气孔2的加工。

本申请所要保护的核心在于借助切削加工形成盲孔4和对盲孔4进行电火花加工贯穿形成通气孔2，一方面减小了切削加工时的进刀深度，另一方面避免切削加工导致涂层面应力过大造成涂层脱落，且相对于完全采用电火花加工而言，显著提升了加工效率。在进行电火花加工时，本领域技术人员可根据实际需要采用不同的机罩固定装置对压气机罩1进行固定，本申请通过具体实施例对加工原理及过程进行说明，对具体实施时压气机罩1的固定方式不作具体限定。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的压气机罩涂层面通气孔加工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种压气机罩涂层面通气孔加工方法，其特征在于，包括：

按照通气孔预设的加工位置切削加工盲孔；

在压气机罩的流道轮廓面喷涂形成喷涂层；

对所述盲孔进行电火花加工使所述盲孔贯穿至所述喷涂层形成所述通气孔；

所述对所述盲孔进行电火花加工使所述盲孔贯穿至所述喷涂层形成所述通气孔的步骤具体为：

将所述压气机罩装夹固定于机罩固定装置；

将电火花加工电极与所述盲孔对准；

控制所述电火花加工电极进给以使所述盲孔贯穿至所述喷涂层；

所述机罩固定装置包括基座、与所述基座同轴转动连接且用以固定所述压气机罩的分度盘，所述基座的侧壁固接有呈L型延伸至所述分度盘端面的导板，所述导板的末端设有可供所述电火花加工电极穿过的对刀孔；所述将电火花加工电极与所述盲孔对准的步骤具体为：

将所述对刀孔与所述盲孔对准：

控制所述电火花加工电极穿过所述对刀孔伸入所述盲孔内。

2.根据权利要求1所述的压气机罩涂层面通气孔加工方法，其特征在于，所述按照通气孔预设的加工位置切削加工盲孔的步骤位于所述在压气机罩的流道轮廓面喷涂形成喷涂层的步骤之前。

3.根据权利要求1所述的压气机罩涂层面通气孔加工方法，其特征在于，所述按照通气孔预设的加工位置切削加工盲孔具体采用数控铣削加工。

4.根据权利要求1所述的压气机罩涂层面通气孔加工方法，其特征在于，所述按照通气孔预设的加工位置切削加工盲孔的步骤为：

在所述压气机罩标记全部所述通气孔的位置；

将铣刀对准所述通气孔的圆心以预设半径和预设深度进行铣削和控制所述铣刀进给，完成一个所述盲孔的加工；

逆时针转动所述压气机罩并固定，重复上一所述盲孔的铣削步骤，直至完成全部所述盲孔的加工。

5.根据权利要求1所述的压气机罩涂层面通气孔加工方法，其特征在于，所述控制所述电火花加工电极进给以使所述盲孔贯穿至所述喷涂层的步骤具体为：

加工完成一个所述盲孔后拔出用以周向定位所述基座和所述分度盘的滚花把手；

退出所述电火花加工电极，旋转所述分度盘并将所述分度盘相对所述基座固定，控制所述电火花加工电极进行下一所述盲孔加工

重复完成全部所述盲孔加工。

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