一种压气机长轴加工方法与流程

本发明涉及机械加工领域，具体为一种压气机长轴加工方法。

背景技术：

压气机是燃气涡轮机中利用高速旋转的叶片给空气作功以提高空气压力的机构，压气机长轴是压气机上的重要零件之一。

如图1、图2所示，压气机长轴300装配在压气机上，图2中，100为拉杆，200为叶轮，300为压气机长轴，400为压气机轴承座，500为轴承，600为测速齿轮轴。如图1所示，压气机长轴长度较长，内孔直径较小，加工较难；其两端外圆为不规则斜度外圆，其中一端还具有圆柱形外圆301，另一端还具有台阶内圆302。目前加工该类压气机长轴的工艺通常是先加工出零件一端的圆柱形外圆301和该端的斜度外圆，以该端的圆柱形外圆为基准A进行定位，进一步加工零件内孔、及其它外圆、内圆。然而这种加工工艺方面存在很大的技术缺陷：为了满足压气机性能稳定，该压气机长轴要求所述基准A与内孔的同轴度小于0.03，且基准A的表面粗糙度要求Ra0.8。采用上述加工工艺，由于零件两端为不规则斜度外圆，零件加工过程不易装夹，从而导致加工出的压气机长轴精度低，无法满足零件同轴度要求，产品合格率低。因此针对此零件，发明人构思转换零件的定位基准来解决上述工艺存在的缺陷。本发明要解决的技术问题是：a)转换零件基准，保证零件圆柱形外圆基准A与细长内孔的同轴度要求；b)转换基准后细长内孔的加工；c)零件的装夹问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种压气机长轴的加工方法，其采用新的定位基准，易于找正，定位精度高，便于装夹，加工出的压气机长轴尺寸精度高，零件合格率高。

本发明技术方案如下：一种压气机长轴加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、粗车零件，去除多余余量，并在零件内部粗车通内孔，并加工内孔与两个端面倒角；

(2)、热处理，使零件满足材料性能要求；

(3)、顶两端内孔，磨零件外圆；

(4)、夹外圆，线切割、慢走丝精加工零件内孔；

(5)、找正内孔，精车零件一端的台阶内圆，并修正该端内孔与内圆台阶面的倒角；

(6)、划线，在内圆台阶面画端面孔位置基准线；

(7)、钻端面孔；

(8)、找正内孔，精车零件另一端外圆斜度、圆柱形外圆及内孔螺纹，并修正螺纹孔与端面倒角，以该端的圆柱形外圆为基准A，基准A留余量；

(9)夹基准A外圆，顶内孔，精车基准A相反方向端的外圆斜度；

(10)、顶两端内孔，磨基准A外圆；

(11)、钳，去零件毛刺；

(12)、对零件进行探伤；

(13)、完工入库。

优选地，步骤(1)中粗车通内孔直径小于步骤(4)中慢走丝精加工内孔直径。

优选地，步骤(1)中分两步进行，第一步，粗车零件一端，去除多余余量，粗车该端内孔并加工内孔与端面倒角；第二步，粗车零件另一端，去除该端多余余量，接通内孔并加工该内孔与端面倒角。

优选地，步骤(1)中内孔与两个端面的倒角均为3×60。

优选地，步骤(5)中内孔与内圆台阶面的倒角为1×60°。

优选地，步骤(8)中螺纹孔与端面的倒角为1.5×60°。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、整个加工过程采用精度高的内孔作为加工基准，易于找正，可以更好的保证压气机长轴的加工质量，更好满足实际工作需求，加工效率高，对刀具磨损少。

2、由于内孔的精度要求高，如果用定制的专用接长钻头(单件不易采购)直接加工，因压气机长轴零件长径比大于15，用钻头加工容易折断，并且不易保证尺寸。如果用车刀车削内孔，接长刀杆(单件不易采购)必须小于内孔，而刀杆太细在加工中，易导致刀具发振或引起刀具断裂，更不易实现。本发明采用线切割慢走丝加工来保证零件内孔的高精度要求，慢走丝加工精度高，稳定性好，效果佳，相比于接长钻头或接长刀具，其价格相对便宜。

3、本发明合理的加工顺序保证了每个加工过程中都能很好的装夹定位零件，注重零件轴向和径向定位，有效保证加工精度，并且加工程序简单，提高加工效率。

4、步骤(7)设置于步骤(8)之前，先钻端面孔，再对零件后续进行精加工目的是去除多余余量，控制钻孔中引起的零件变形，进一步控制零件加工精度。

5、本发明步骤(5)中内孔与内圆台阶面的倒角从传统的1×45°更改为1×60°，步骤(9)中夹基准A外圆，顶基准A相反方向端的内孔(倒角为1×60°)，这样采用一夹一顶的方法来精车基准A相反方向端的外圆斜度，零件轴向和径向定位可靠，加工精度高，倒角的改进有利于装夹且不会影响整机使用。

6、步骤(1)中分两步进行，第一步，粗车零件一端，去除多余余量，粗车该端内孔并加工内孔与端面倒角；第二步，粗车零件另一端，去除该端多余余量，接通内孔并加工该内孔与端面倒角。由于压气机长轴内孔直径较小，长度尺寸相对于直径尺寸较大，因此采用两端车通内孔的方法相比一次性车通内孔更加便于加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或背景技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件例绘制。

图1为压气机长轴结构示意图；

图2为背景技术中压气机长轴装配在压气机上的装配示意图；

图3为步骤(1)中压气机长轴粗加工内孔一端示意图；

图4为步骤(1)中压气机长轴粗加工内孔另一端示意图；

图5为步骤(5)、(6)、(7)中加工压气机长轴一端的台阶内圆、内孔与内圆台阶面倒角、端面孔的示意图；

图6为步骤(8)中压气机长轴半精加工基准A及精加工该端外圆斜度示意图；

图7为步骤(9)中压气机长轴精加工基准A端相反方向的外圆斜度示意图；

图8为步骤(11)压气机长轴精加工基准A示意图。

附图中：100-拉杆；200-叶轮；300-压气机长轴；301-圆柱形外圆；302-台阶内圆；303-端面孔；400-压气机轴承座；500-轴承；600-测速齿轮轴；为软三爪；为压紧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

在本实施例中，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”“上端”“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参考图1至图8，为压气机长轴加工方法的一种较佳实施例。要加工的压气机长轴如图1所示，零件总长211mm，内孔直径12.5mm；其两端均为不规则斜度外圆，其中一端还具有圆柱形外圆301，另一端还具有台阶内圆302；其中圆柱形外圆与内孔的同轴度要求0.03以下，圆柱形外圆301的粗糙度要求为Ra0.8。所述的压气机长轴加工方法按以下步骤进行：

步骤(1)、粗车零件，去除多余余量，在零件内部车通内孔，该内孔直径为φ8，并加工内孔与两个端面的倒角为3×60°。具体地：第一步，粗车零件一端，去除多余余量，内孔先加工至φ8，加工内孔与端面倒角为3×60°，如图3所示；第二步，粗车零件另一端，去除多余余量，内孔按φ8接通，加工内孔与端面倒角3×60°；如图4所示。

步骤(2)、热处理，使零件满足材料性能要求。

步骤(3)、顶两端内孔，磨零件外圆，光出外圆即可，以外圆磨出为准，即将零件外圆磨出圆柱面，作为下道工序找正用。

步骤(4)、软三爪夹步骤(3)中磨出的外圆，对零件内孔进行线切割，慢走丝精加工零件内孔直径至12.5mm，以该内孔作为定位基准。

步骤(5)、找正零件内孔，软三爪夹外圆，精车零件一端的台阶内圆302及修正该端内孔与内圆台阶面的倒角为1×60°；如图5所示。

步骤(6)、在内圆台阶面画端面孔位置基准线。

步骤(7)、钻端面孔(参考图5)。

步骤(8)、找正零件内孔，软三爪夹外圆，精车零件另一端的外圆斜度、圆柱形外圆及内孔螺纹，并加工螺纹孔口与端面倒角为1.5×60°，以该端的圆柱形外圆301为基准A，基准A留一定余量后磨削(即半精加工)，如图6所示。

步骤(9)夹基准A外圆，顶基准A相反方向端的内孔(该端内孔倒角为1×60°)，采用一夹一顶的装夹方式，精车加工基准A端相反方向端的外圆斜度；如图7所示。

步骤(10)、如图8所示，顶内孔两端，由于基准A在步骤(8)中留有余量，磨基准A外圆，保证其尺寸公差及粗糙度要求Ra0.8；螺纹端面磨后螺纹倒角为1×60°。

步骤(11)、钳，去零件毛刺。

步骤(12)、对零件进行探伤；

步骤(13)、完工入库。

综上所述，本发明采用转换零件基准的方法来加工，先精加工出高精度零件内孔，用加工好的零件内孔作为基准。由于基准的转换，内孔与外圆的0.03mm的同轴度要求较高，而零件所有形位公差都靠内孔加工后保证。因此，采用慢走丝来加工零件内孔，慢走丝加工精度高，稳定性好，效果佳，不易变形，加工出的内孔，完全能保证作为基准的要求。分析零件装备及使用性能，在不影响整机的使用情况下，将传统内孔与端面1×45°的倒角更改为1×60°的倒角，最后采用一夹(基准A)一顶(顶1×60°的倒角)的方法来加工不规则斜度外圆。加工完零件不规则斜度外圆后，采用双顶针顶1×60°的倒角来磨台阶外圆基准孔A以达到图纸的形位公差要求及粗糙度要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。