铝镁机匣定位平面的加工方法
【专利摘要】本发明涉及一种铝镁机匣定位平面的加工方法，通过对机匣进行消除应力处理，使用两套专用夹具，先粗加工机匣定位面，根据粗加工的机匣定位面加工精基准，再根据精基准加工机匣定位面，不断释放机匣应力，并在过程中使用装夹力矩，使实施过程可复制且可控。本发明满足了对机匣定位面平面度的高精度要求，并为保证机匣轴承孔系的位置度、垂直度要求提供了保证。
【专利说明】铝镁机匣定位平面的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加工方法，尤其是铝镁机匣定位平面的加工方法。
【背景技术】
[0002]随着航空发动机性能的不断提高，对机匣的精度要求也更高。为防止机匣定位平面在约束状态下变形，以至于影响机匣轴承孔系的位置度、垂直度，因此对机匣定位平面的平面度要求严格。机匣定位平面的加工要综合考虑机床主轴轴向跳动、刀尖圆角R、刀尖轴向跳动、切削量、加工参数、机匣应力变形、机匣装夹变形的影响，目前国内尚无成熟的铝镁机匣定位平面的加工方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种机匣定位平面的加工方法，减小各影响要素的影响，提高机匣定位平面的平面度，保证机匣轴承孔系的位置度、垂直度要求。
[0004]本发明的技术方案是，所述的方法包括以下步骤:
(1)对待加工的机匣进行消除应力处理，设备为空气循环炉，将机匣平放入炉，若为多个机匣，机匣间距不低于30mm,保温温度在145±5°C之间,保温时间在2?2.5小时之间，空冷后取出；
(2)在机匣上加工粗基准面，所述粗基准面平行与机匣定位平面，平面度不超过0.06mm ；
(3)设计并制造基准面夹具和定位面夹具，所述的两种夹具均设置有压紧装置，所述的压紧装置可以通过螺栓将机匣固定安装在机床工作台上，其中基准面夹具上设置一个安装机匣基准面的安装面，平面度不超过0.02mm，所述的定位面夹具上设置一个安装机匣定位面的安装面，平面度不超过0.02mm ；
(4)选取机床，所述的机床轴向跳动不超过0.006mm ；
(5)将基准面夹具装夹到机床工作台上，找正基准面夹具安装面，平面度不超过
0.02mm，将机匣定位面向上装夹在基准面夹具上，利用基准面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15?18N.m，在装夹过程中检测机匣定位面的变形量不超过 0.02mm ；
(6)选取刀具，选取带有I片精加工刀片的有色金属精加工面铣刀，刀具直径(j580mm或50mm;
(7)粗加工机匣定位面，加工时切削深度为0.2?0.5mm，转速3000?3200n/min，进给量为600?640mm/min,然后松开基准面夹具压紧装置,用百分表检测已加工的机匣定位面平面度，若平面度不超过0.04mm,则进行下一步，若平面度超过0.04mm,则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次;
(8)将定位面夹具装夹到机床工作台上，找正定位面夹具安装面，平面度不超过0.02mm，将机匣定位面向下装夹在定位面夹具上，利用定位面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15N.m?18N.m，在装夹过程中检测机匣基准面的变形量不超过0.02mm ；
(9)使用步骤(6)选取的刀具；
(10)加工机匣基准面，切削深度0.?0.5mm,转速3000?3200n/min，进给600?640mm/min,松开定位面夹具压紧装置，检测已加工的机匣基准面平面度，若平面度不超过
0.04mm,则进行下一步骤，若超过0.04mm,则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
(11)重复步骤(5)，需将压紧时采用力矩扳手的力矩为15?18N.m，更改为9N.m?12N.m ；
(12)使用步骤(6)选取的刀具；
(13)精加工机匣定位面，切削深度0.1?0.15mm，转速3500?3700n/min，进给300?320mm/min,松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面平面度，若平度不超过
0.02mm ;则进行下一步骤，若超过0.02mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
(14)最终检验。
[0005]所述的步骤(6)中的铣刀可选用德国SANDVIK公司的Coro Mill590合金铣刀R590-080Q27A-11M,该铣刀包括I片精加工刀片R590-1105H-RC2-NW CDlO和5片非涂层刀片 R590-110504H-NL HlO。
[0006]所述的机匣在加工前的加工位置留出两倍的切削深度的加工余量。
[0007]本发明对机匣进行消除应力处理，使用两套专用夹具，先粗加工机匣定位面，根据粗加工的机匣定位面加工精基准，再根据精基准加工机匣定位面，不断释放机匣应力，并在过程中使用装夹力矩，使实施过程可复制且可控。选用带有I片精加工刀片的有色金属精加工面铣刀，可获得良好的冷却和排屑性能，降低刀片轴向跳动量的影响，并对加工参数进行优化，满足了对机匣定位面平面度的高精度要求，并为保证机匣轴承孔系的位置度、垂直度要求提供了保证。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为实施例1的机匣剖面图。
【具体实施方式】
[0009]铝镁机匣定位平面的加工方法包括以下步骤:
(1)对待加工的机匣进行消除应力处理，设备为空气循环炉，将机匣平放入炉，若为多个机匣，机匣间距不低于30mm,保温温度在145±5°C之间,保温时间在2?2.5小时之间，空冷后取出；
(2)在机匣上加工粗基准面，所述粗基准面平行与机匣定位平面，平面度不超过
0.06mm ；
(3)设计并制造基准面夹具和定位面夹具，所述的两种夹具均设置有压紧装置，所述的压紧装置可以通过螺栓将机匣固定安装在机床工作台上，其中基准面夹具上设置一个安装机匣基准面的安装面，平面度不超过0.02mm,所述的定位面夹具上设置一个安装机匣定位面的安装面，平面度不超过0.02mm ；
(4)选取机床，所述的机床轴向跳动不超过0.006mm ；
(5)将基准面夹具装夹到机床工作台上，找正基准面夹具安装面，平面度不超过
0.02mm，将机匣定位面向上装夹在基准面夹具上，利用基准面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15?18N.m，在装夹过程中检测机匣定位面的变形量不超过 0.02mm ；
(6)选取刀具，选取带有I片精加工刀片的有色金属精加工面铣刀，刀具直径(j580mm或 50mm;
(7)粗加工机匣定位面，加工时切削深度为0.2?0.5mm，转速3000?3200n/min，进给量为600?640mm/min,然后松开基准面夹具压紧装置,用百分表检测已加工的机匣定位面平面度，若平面度不超过0.04mm,则进行下一步，若平面度超过0.04mm,则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次;
(8)将定位面夹具装夹到机床工作台上，找正定位面夹具安装面，平面度不超过
0.02mm，将机匣定位面向下装夹在定位面夹具上，利用定位面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15N.m?18N.m，在装夹过程中检测机匣基准面的变形量不超过0.02mm ；
(9)使用步骤(6)选取的刀具；
(10)加工机匣基准面，切削深度0.?0.5mm,转速3000?3200n/min，进给600?640mm/min,松开定位面夹具压紧装置，检测已加工的机匣基准面平面度，若平面度不超过
0.04mm,则进行下一步骤，若超过0.04mm,则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
(11)重复步骤(5)，需将压紧时采用力矩扳手的力矩为15?18N.m，更改为9N.m?12N.m ；
(12)使用步骤(6)选取的刀具；
(13)精加工机匣定位面，切削深度0.1?0.15mm，转速3500?3700n/min，进给300?320mm/min，松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面平面度，若平度不超过
0.02mm ;则进行下一步骤，若超过0.02mm，则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次；
(14)最终检验。
[0010]所述的步骤(6)中的铣刀可选用德国SANDVIK公司的Coro Mill590合金铣刀R590-080Q27A-11M,该铣刀包括I片精加工刀片R590-1105H-RC2-NW CDlO和5片非涂层刀片 R590-110504H-NL HlO ；
所述的机匣在加工前的加工位置留出两倍的切削深度的加工余量。
[0011]实施例1
如图所示，某发动机机匣，高为187mm，长为600mm，宽为500mm。在其上加工机匣定位面I，机匣定位面I的平面度要求不大于0.02mm。
[0012](I)对待加工的机匣进行消除应力处理，设备为空气循环炉，将机匣平放入炉，与其他机匣的间距不低于30mm，保温温度147°C，保温时间在2小时，空冷后取出；
(2)在机匣上加工粗基准面2，所述粗基准面2平行与机匣定位平面1，平面度为
0.05mm ；
(3)设计并制造基准面夹具和定位面夹具，所述的两种夹具均设置有压紧装置，所述的压紧装置可以通过螺栓将机匣固定安装在机床工作台上，其中基准面夹具上设置一个安装机匣基准面的安装面，平面度为0.016mm,所述的定位面夹具上设置一个安装机匣定位面的安装面，平面度不超过0.012mm ；
(4)选取机床，所述的机床轴向跳动为0.005mm ；
(5)将基准面夹具装夹到机床工作台上，找正基准面夹具安装面，平面度为0.02mm，将机匣定位面I向上装夹在基准面夹具上，利用基准面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15N.m，在装夹过程中检测机匣定位面的变形量为0.02mm;
(6)选取刀具，选取德国SANDVIK公司的CoroMill590合金铣刀R590-080Q27A-11M，刀具直径4>80mm ；
(7)粗加工机匣定位面I，切削深度0.2mm,转速3000n/min,进给600mm/min,松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面I平面度0.04mm ；
(8)将定位面夹具装夹到机床工作台上，找正定位面夹具安装面，平面度为0.02mm,将机匣定位面I向下装夹在定位面夹具上，利用定位面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手，力矩为15N.m,在装夹过程中检测机匣基准面2的变形量为0.02mm ；
(9)使用步骤(6)选取的刀具；
(10)加工机匣基准面，切削深度0.2mm,转速3000n/min,进给600mm/min,松开定位面夹具压紧装置，检测已加工的机匣基准面2平面度0.04mm
(11)重复步骤(5)，需将压紧时采用力矩扳手的力矩为lON.m;
(12)使用步骤(6)选取的刀具；
(13)精加工机匣定位面，切削深度0.1mm,转速3500n/min,进给300mm/min,松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面I平面度0.014mm ；
(14)最终检验:该机匣定位面I的平面度为0.017mm,合格。
【权利要求】
1.一种铝镁机匣定位平面的加工方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤: (1)对待加工的机匣进行消除应力处理，设备为空气循环炉，将机匣平放入炉，若为多个机匣，机匣间距不低于30mm,保温温度在145±5°C之间,保温时间在2~2.5小时之间，空冷后取出； (2)在机匣上加工粗基准面，所述粗基准面平行与机匣定位平面，平面度不超过0.06mm ； (3)设计并制造基准面夹具和定位面夹具，所述的两种夹具均设置有压紧装置，所述的压紧装置可以通过螺栓将机匣固定安装在机床工作台上，其中基准面夹具上设置一个安装机匣基准面的安装面，平面度不超过0.02mm,所述的定位面夹具上设置一个安装机匣定位面的安装面，平面度不超过0.02mm； (4)选取机床，所述的机床轴向跳动不超过0.006mm ； (5)将基准面夹具装夹到机床工作台上，找正基准面夹具安装面，平面度不超过0.02mm，将机匣定位面向上装夹在基准面夹具上，利用基准面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15~18N.m，在装夹过程中检测机匣定位面的变形量不超过 0.02mm ； (6)选取刀具，选取带有I片精加工刀片的有色金属精加工面铣刀，刀具直径080mm或 50mm; (7)粗加工机匣定位面，加工时切削深度为0.2~0.5mm，转速3000~3200n/min，进给量为600~640mm/min,然后松开基准面夹具压紧装置,用百分表检测已加工的机匣定位面平面度，若平面度不超过0.04mm,则进行下一步，若平面度超过0.04mm,则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次;` (8)将定位面夹具装夹到机床工作台上，找正定位面夹具安装面，平面度不超过0.02mm，将机匣定位面向下装夹在定位面夹具上，利用定位面夹具的压紧装置压紧机匣，压紧时采用力矩扳手拧螺栓，力矩为15N.m~18N.m，在装夹过程中检测机匣基准面的变形量不超过0.02mm ； (9)使用步骤(6)选取的刀具； (10)加工机匣基准面，切削深度0.~0.5_，转速3000~3200n/min，进给600~640mm/min,松开定位面夹具压紧装置，检测已加工的机匣基准面平面度，若平面度不超过0.04mm,则进行下一步骤，若超过0.04mm,则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次； (11)重复步骤(5)，需将压紧时采用力矩扳手的力矩为9N.m~12N.m; (12)使用步骤(6)选取的刀具； (13)精加工机匣定位面，切削深度0.1~0.15mm，转速3500~3700n/min，进给300~320mm/min,松开基准面夹具压紧装置，检测已加工的机匣定位面平面度，若平度不超过0.02mm ;则进行下一步骤，若超过0.02mm,则松开夹具压紧装置释放加工应力后，根据压紧时采用力矩扳手的力矩重新压紧机匣，然后按本步骤再加工一次； (14)最终检验。
2.根据权利要求1所述的铝镁机匣定位平面的加工方法，其特征是，所述的步骤(6)中的铣刀为德国SANDVIK公司的Coro Mill590合金铣刀R590-080Q27A-11M，该铣刀包括I片精加工刀片 R590-1105H-RC2-NW CDlO 和 5 片非涂层刀片 R590-110504H-NL H10。
3.根据权利要求1所述的铝镁机匣定位平面的加工方法，其特征是，所述的机匣在加工前的加工位置留出两倍的切削深度的加工余量。
【文档编号】B23C3/00GK103586514SQ201310561443
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】李守丹, 姚宏军, 董顺昌, 吕光磊, 刘可 申请人:哈尔滨东安发动机（集团）有限公司