CN113275926A - 用于加工喷油环的工装及使用该工装加工喷油环的方法 - Google Patents
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Abstract
用于加工喷油环的工装及使用该工装加工喷油环的方法,它涉及一种1000mm末级动叶片。本发明为了解决现有的加工方法需要多次装夹加工,存在加工效率低,而且无法保证各加工部位的尺寸精度的问题。本发明的底座上以环形阵列的形式开设多个倒T形凹槽,每个倒T形凹槽内滑动安装有一个阶梯状支撑柱,多个移动弯压板压装在喷油环的上端面和阶梯状支撑柱的上端面上,且移动弯压板和底座之间通过连接组件可拆卸连接。方法:步骤一:选择合适的设备和装夹:步骤二:对喷油环H进行机械加工;步骤三:第二次装夹方式:步骤四:精加工喷油环H的尺寸。本发明用于加工喷油环。
Description
技术领域
本发明涉及一种工装及喷油环加工方法,具体涉及一种用于加工喷油环的工装及使用该工装加工喷油环的方法。
背景技术
燃气轮机机组中的喷油环需要加工的部位很多,且分布比较零散,比如3个19mm宽凸台(台背上有0-0.3mm的凸台)分布在内孔;1个7mm宽凸台,5个5mm宽凸台,3个ф4的斜孔分布在外圆;3个ф2的孔,3个ф0.8的孔在(主视图)上端面;1个6mm宽凸台位于(主视图)下端面其中ф4的孔分别与ф2,ф0.8的孔相贯通,按照传统的加工方法需要多次装夹加工,不仅加工效率低,而且无法保证各加工部位的尺寸精度。
综上所述,现有的加工方法需要多次装夹加工,存在加工效率低,而且无法保证各加工部位的尺寸精度的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的加工方法需要多次装夹加工,存在加工效率低,而且无法保证各加工部位的尺寸精度的问题。进而提供一种用于加工喷油环的工装及使用该工装加工喷油环的方法。
本发明的技术方案是:一种用于加工喷油环的工装,它包括底座、多个阶梯状支撑柱、多个移动弯压板和多个连接组件,底座为圆盘形座,底座上以环形阵列的形式开设多个倒T形凹槽,每个倒T形凹槽内滑动安装有一个阶梯状支撑柱,喷油环同轴安装在底座上,多个移动弯压板压装在喷油环的上端面和阶梯状支撑柱的上端面上,且移动弯压板和底座之间通过连接组件可拆卸连接。
本发明还提供了一种使用加工喷油环的工装加工喷油环的方法,它包括以下步骤:
步骤一:选择合适的设备和装夹:
步骤一一:选择五轴联动的铣车加工中心加工喷油环;
步骤一二:第一次装夹方式:喷油环上的两个第三凸台右端面向下夹紧;
步骤二:对喷油环进行机械加工;
步骤二一:先铣外圆上的1个7mm宽的第一凸台,5个5mm宽的第二凸台;
步骤二二:然后按照顺序钻3个ф4mm的斜孔、3个ф0.8mm的第一孔和3个ф2mm的第二孔;
步骤二三:在钻步骤二二中的各孔时,在第三凸台的内孔的余料位置钻2个ф12mm的找正通孔,作为喷油环翻身后找正的基准;
步骤三:第二次装夹方式:
将喷油环翻身后,按照步骤二三中预钻的找正通孔找正后夹紧在底座上,夹紧位置通过阶梯状支撑柱在倒T形凹槽上的滑动实现,喷油环通过调整移动弯压板和连接组件夹紧;
步骤四:精加工喷油环的尺寸;
加工第三凸台的各内孔,由于第三凸台分四个部位,而且不在一个平面上,所以加工方式采取螺旋下刀方式铣削,刀路长为19mm,要五轴联动的铣车加工中心的A主轴摆角进行坡度的精铣,R1角的根部精铣,直至完成喷油环的各尺寸加工。
本发明与现有技术相比具有以下效果:
本发明通过选择合适的设备(五轴联动的铣车加工中心)和切削刀具,设计整套装夹工装,优化切削参数,合理分配加工工部,解决喷油环加工中存在的各种难题,提高产品质量,加快生产进度,可以推广使用。
附图说明
图1是本发明加工喷油环的工装的示意图,图2是底座的俯视图,图3是图2在A处的向视图,图4是阶梯状支撑柱的主视图,图5是移动弯压板的主视图,图6是喷油环的俯视图;图7是图6沿A-A处的剖视图;图8是图7在B处的向视图;图9是图8在C处的向视图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式,还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一:结合图1~图5说明本实施方式,本实施方式的一种燃气轮机喷油环的工装,它包括底座1、多个阶梯状支撑柱2、多个移动弯压板3和多个连接组件4,
底座1为圆盘形座,底座1上以环形阵列的形式开设多个倒T形凹槽1-1,每个倒T形凹槽1-1内滑动安装有一个阶梯状支撑柱2,喷油环H同轴安装在底座1上,多个移动弯压板3压装在喷油环H的上端面和阶梯状支撑柱2的上端面上,且移动弯压板3和底座1之间通过连接组件4可拆卸连接。
具体实施方式二:结合图1和图4说明本实施方式,本实施方式的倒T形凹槽1-1的数量为6个。如此设置,便于根据喷油环的实际尺寸进行装夹,另外,采用6个倒T形凹槽1-1能够满足装夹的对称性和装夹精度。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图1和图5说明本实施方式,本实施方式的移动弯压板3包括主夹持段3-1和辅助夹持段3-2,辅助夹持段3-2固定安装在主夹持段3-1的左端,且主夹持段3-1的夹持面低于辅助夹持段3-2的夹持面。如此设置,便于保证装夹的牢固性。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同
本实施方式的带槽底板的作用:该底座起到将带阶梯状支撑柱与工作台连接的纽带作用。该底座燕尾槽的设计主要是固定支撑柱及带槽螺栓,增加支撑柱及螺栓的稳定性。
工装的作用:本套工装主要用于工件高度小于设备主轴最大行程时与工作台高度差时将工件支撑起来的作用,达到顺利加工该类产品的目的,其通用性十分强大。
阶梯状支撑柱与调整垫片的配合使用可以根据工件的高度随时调整支撑高度,增强工装的通用功能。
具体实施方式四:结合图1至图9说明本实施方式,本实施方式的一种燃气轮机喷油环的工装的加工方法,它包括以下步骤:
步骤一:选择合适的设备和装夹:
步骤一一:选择五轴联动的铣车加工中心加工喷油环H;
步骤一二:第一次装夹方式:喷油环H上的两个第三凸台H-4右端面向下夹紧;
步骤二:对喷油环H进行机械加工;
步骤二一:先铣外圆上的1个7mm宽的第一凸台H-5,5个5mm宽的第二凸台H-6;
步骤二二:然后按照顺序钻3个ф4mm的斜孔H-1、3个ф0.8mm的第一孔H-2和3个ф2mm的第二孔H-3;
步骤二三:在钻步骤二二中的各孔时,在第三凸台H-4的内孔的余料位置钻2个ф12mm的找正通孔H-7,作为喷油环H翻身后找正的基准;
步骤三:第二次装夹方式:
将喷油环H翻身后,按照步骤二三中预钻的找正通孔找正后夹紧在底座1上,夹紧位置通过阶梯状支撑柱2在倒T形凹槽1-1上的滑动实现,喷油环H通过调整移动弯压板3和连接组件4夹紧;
步骤四:精加工喷油环H的尺寸;
加工第三凸台H-4的各内孔,由于第三凸台H-4分四个部位,而且不在一个平面上,所以加工方式采取螺旋下刀方式铣削,刀路长为19mm,要五轴联动的铣车加工中心的A主轴摆角进行坡度的精铣,R1角的根部精铣,直至完成喷油环H的各尺寸加工。
具体实施方式五:结合图1至图9说明本实施方式,本实施方式的步骤二二中的斜孔H-1的加工参数为:主轴转数:S=800转/分,进给速度:F=15mm/分,每次钻削深度:D=0.5mm/次;
第二孔H-3的加工参数为:主轴转数:S=2000转/分;进给速度:F=10mm/分;每次钻削深度:D=0.3mm/次;
第一孔H-2的加工参数为:主轴转数:S=3000转/分,进给速度:F<12mm/分,每次钻削深度:D=0.20mm/次。
结合图1至图9说明本发明的工作原理:
1、选择合适的设备,规划合理的加工工部:
1.1、设备的选择:鉴于该产品需要加工的部位很多且分布零散,在普通设备上加工需要多次装夹找正才能完成。加工质量和产品尺寸无法保证,同时找正基准无法统一。所以在加工前选择合适的加工设备尤其重要。本着以最少的装夹次数完成所有分散部位的加工的原则,五轴联动的铣车加工中心加工该产品为最好的选择。
1.2、合理的工部规划:
第一次装夹方式:图6中的A-A视图右端面向下夹紧。
1.2.1、先铣外圆上的1个7mm宽凸台,5个5mm宽凸台。
1.2.2、然后按照顺序加工3个ф4的斜孔、3个ф0.8的孔和3个ф2的孔。
1.2.3、在钻1.2.2各孔时,在内孔19mm凸台的余料位置钻2个ф12的找正通孔,作为工件翻身后找正的基准,由此能获得较高的定位精度。
1.2.4、翻身将工件按照1.2.3预钻的找正通孔找正后夹紧,加工内孔各19mm凸台,由于19mm凸台分四个部位,而且不在一个平面上,所以加工方式采取螺旋下刀方式铣削,刀路很长。要A轴摆角进行坡度的精铣,R1角的根部精铣等。
2、选择最佳切削参数:通过对多组参数对比最终选择一组最佳切削参数为:
2.1、钻ф4斜孔的参数:主轴转数:S=800转/分;进给速度:F=15mm/分;每次钻削深度:D=0.5mm/次。
2.2、钻3个ф2孔的参数:主轴转数:S=2000转/分;进给速度:F=10mm/分;每次钻削深度:D=0.3mm/次。
2.3、钻3个ф0.8孔的参数:主轴转数:S=3000转/分;进给速度:F<12mm/分;每次钻削深度:D=0.20mm/次。
2.4、其他位置的加工参数:主轴转数:S=5000转/分;粗加工进给速度:F=800mm/分粗加工切削用量:ap=1mm;精加工进给速度:F=150mm/分;精加工切削用量:ap=0.5mm。
原点偏置:G54坐标中心;找正坐标原点:X、Y、Z零点设在工件上表面中心。
加工坐标原点:X0、Y0、Z0、A10°;阵列坐标原点:-X、Y、Z。
3、选择合适的刀具:
3.1、加工ф2孔的刀具:
3.1.1、先用ф1.5的中心钻打中心孔。3.1.2、再用ф2扩孔钻钻准。
3.2、加工ф4斜孔的刀具:
3.2.1、先用ф2的中心钻打中心孔。3.2.2、再用ф3球头铣刀铣一浅窝。3.2.3、最后用ф4接长钻钻准。
3.3、加工ф0.8孔的刀具:用ф0.8硬质合金钻头加工即可。
3.4、加工外圆各凸台的刀具:
3.4.1、先用ф20立铣刀粗加工。3.4.2、然后用ф4球头铣刀精加工并清根。
3.5、加工内孔各凸台的刀具:
3.5.1、先用ф20键槽铣刀加工各凸台。3.5.2、然后用ф2球头铣刀加工0~0.3mm斜坡面、倒角并清根。
4、装夹工装的制作:在加工外圆各凸台及斜孔时,需要刀具与工作台平行加工,因为此产品的总厚度为42.5mm,低于设备Z轴的最大行程(设备Z轴的最大行程与工作台距离为100mm),所以在加工外圆凸台及斜孔等部位时,需要支撑工装将产品支撑起来才能顺利完成外圆各凸台等部位加工。
装夹过程如下:先将产品A-A视图左端面向上装夹在三爪夹盘(使用反爪夹紧)上,再将三爪夹盘装夹在自制工装上加工各外圆凸台及各孔。然后翻身直接将产品装夹在自制工装的去槽底盘上加工内孔中各凸台。
Claims (5)
1.一种用于加工喷油环的工装,它包括底座(1)、多个阶梯状支撑柱(2)、多个移动弯压板(3)和多个连接组件(4),
底座(1)为圆盘形座,底座(1)上以环形阵列的形式开设多个倒T形凹槽(1-1),每个倒T形凹槽(1-1)内滑动安装有一个阶梯状支撑柱(2),喷油环(H)同轴安装在底座(1)上,多个移动弯压板(3)压装在喷油环(H)的上端面和阶梯状支撑柱(2)的上端面上,且移动弯压板(3)和底座(1)之间通过连接组件(4)可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于加工喷油环的工装,其特征在于:倒T形凹槽(1-1)的数量为6个。
3.根据权利要求2所述的一种用于加工喷油环的工装,其特征在于:移动弯压板(3)包括主夹持段(3-1)和辅助夹持段(3-2),辅助夹持段(3-2)固定安装在主夹持段(3-1)的左端,且主夹持段(3-1)的夹持面低于辅助夹持段(3-2)的夹持面。
4.一种使用权利要求1至3中所述的一种用于加工喷油环的工装加工喷油环的方法,其特征在于:它包括以下步骤:
步骤一:选择合适的设备和装夹:
步骤一一:选择五轴联动的铣车加工中心加工喷油环(H);
步骤一二:第一次装夹方式:喷油环(H)上的两个第三凸台(H-4)右端面向下夹紧;
步骤二:对喷油环(H)进行机械加工;
步骤二一:先铣外圆上的1个7mm宽的第一凸台(H-5),5个5mm宽的第二凸台(H-6);
步骤二二:然后按照顺序钻3个ф4mm的斜孔(H-1)、3个ф0.8mm的第一孔(H-2)和3个ф2mm的第二孔(H-3);
步骤二三:在钻步骤二二中的各孔时,在第三凸台(H-4)的内孔的余料位置钻2个ф12mm的找正通孔(H-7),作为喷油环(H)翻身后找正的基准;
步骤三:第二次装夹方式:
将喷油环(H)翻身后,按照步骤二三中预钻的找正通孔找正后夹紧在底座(1)上,夹紧位置通过阶梯状支撑柱(2)在倒T形凹槽(1-1)上的滑动实现,喷油环(H)通过调整移动弯压板(3)和连接组件(4)夹紧;
步骤四:精加工喷油环(H)的尺寸;
加工第三凸台(H-4)的各内孔,由于第三凸台(H-4)分四个部位,而且不在一个平面上,所以加工方式采取螺旋下刀方式铣削,刀路长为19mm,要五轴联动的铣车加工中心的A主轴摆角进行坡度的精铣,R1角的根部精铣,直至完成喷油环(H)的各尺寸加工。
5.根据权利要求4所述的一种使用加工喷油环工装的加工方法,其特征在于:步骤二二中的斜孔(H-1)的加工参数为:主轴转数:S=800转/分,进给速度:F=15mm/分,每次钻削深度:D=0.5mm/次;
第二孔(H-3)的加工参数为:主轴转数:S=2000转/分;进给速度:F=10mm/分;每次钻削深度:D=0.3mm/次;
第一孔(H-2)的加工参数为:主轴转数:S=3000转/分,进给速度:F<12mm/分,每次钻削深度:D=0.20mm/次。
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