高精度硬脆材料线圈骨架车铣复合加工工艺及工装的制作方法

本发明涉及陀螺仪线圈骨架精密加工技术领域，尤其是一种高精度硬脆材料线圈骨架车铣复合加工工艺及工装。

背景技术

高精度、高分辨率三浮陀螺仪核心零件线圈骨架所用材料为硬脆材料可加工陶瓷，该零件整体属于环形薄壁结构，且零件外圆圆周方向有均布线槽，陀螺输出线圈由骨架外圆的八个凸台部分固定。为保证线圈的定位精度，该零件外圆均布凸台的分度精度较高，且凸台四周外圆底面要求光滑过渡，这也进一步增大了其加工难度，图1所示为该零件立体结构示意图。

目前，该零件的凸台四周线槽采用车加工结合铣加工方法完成，工艺流程为：1、车(完成零件内孔和外圆圆周方向环槽的加工)；2、铣(以零件端面和内孔定位，完成轴向线槽及圆角的加工)。该方案的缺点是：由于外圆凸台四周线槽加工时均以内孔作为基准，因此为保证后续铣加工后凸台相对内孔轴线的分度精度以及与车加工圆周方向环槽的光滑过渡，对车加工时零件内孔的尺寸精度以及内孔和外圆环槽的同轴度提出了更高的要求，同时也增大了加工难度。而铣加工时不仅要控制零件内孔与工装外圆之间的间隙，还要保证工装中心与转台中心重合，这样不仅增加了加工难度，同时也对工装的加工提出了更高的要求。除此之外，由于外圆圆周方向线槽和轴向线槽采用两次装卡加工完成，因此加工效率相对偏低。

技术实现要素：

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种能够大幅提高硬脆材料陀螺仪线圈骨架加工效率和加工精度、降低加工难度，且可以显著提高该零件外圆环槽底部加工质量的高精度硬脆材料线圈骨架车铣复合加工工艺及工装。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种高精度硬脆材料线圈骨架车铣复合加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

⑴.将定位座通过工艺柄与车铣复合机床主轴连接，保证定位座的定位端面与机床主轴垂直以及定位孔与机床主轴同轴；

⑵.将零件放入定位座中，保证其底面与定位座的定位端面接触良好，采用压盖一中的压紧端面压紧零件另一端面，之后完成零件内孔的加工；

⑶.将压盖二放入零件内孔，保证压盖二中的压紧端面与定位座的定位端面接触良好，并采用紧固螺钉一将压盖二和定位座连接在一起；采用紧固螺钉二将压盖三与紧固螺钉一连接，取下压盖一并完成线圈骨架外圆及环槽的加工；完成加工后，依次将紧固螺钉二、压盖三、紧固螺钉一、压盖二及线圈骨架取下，完成零件的加工。

一种高精度硬脆材料线圈骨架车铣复合加工工装，其特征在于：包括定位座、压盖一、压盖二、压盖三、紧固螺钉一和紧固螺钉二，定位座前端的外侧同轴安装压盖一，定位座前端的内侧通过紧固螺钉一同轴安装压盖二，压盖三通过紧固螺钉二与紧固螺钉一同轴连接，且压盖三位于压盖二的前端。

而且，所述的定位座包括工艺柄和固定端头，该工艺柄的后端与车铣复合机床主轴连接，该工艺柄的前端与固定端头同轴连接，该固定端头的外表面制出用于与压盖一连接的外螺纹，该固定端头的内部同轴制出一个用于与紧固螺钉一连接的螺纹安装孔，该固定端头的前端面同轴制出一个定位孔，该定位孔的内底面为定位座的定位端面。

而且，所述的压盖一是一个圆柱环形结构，该压盖一内部的后端制出内螺纹，该压盖一的前端面同轴制出一个内延边，使压盖一内部的前端形成一个压紧端面。

而且，所述的压盖二是圆柱状筒体，该筒体内同轴制出两个直径不同的轴孔，该两个轴孔相连通使筒体内形成阶梯台结构。

而且，所述的紧固螺钉一的轴心同轴制出一个用于与紧固螺钉二连接的内螺孔。

而且，所述的压盖三为圆形板状，其端面制出一个圆形槽，其轴心同轴制出一个穿装孔。

而且，所述的紧固螺钉一和紧固螺钉二均为内六角螺钉。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明设计的基于车铣复合的加工方法及专用工装解决了高精度硬脆材料陀螺仪线圈骨架现有的传统加工中存在的诸多问题，同时本方法还可以进一步提高轴向线槽和圆周方向线槽的光滑过渡性。通过文献检索，国内尚无以车铣复合加工方法加工硬脆材料陀螺仪线圈骨架外圆线槽的加工工艺和专用工装。

2、本发明将原有采用两次装卡分别完成线圈骨架内孔及外圆环槽的加工工艺优化为在一次装卡中倒压板依次完成零件内孔及外圆环槽的加工，显著提高了零件的加工效率和加工精度；由于零件内孔和外圆环槽在一次装卡中完成，因此外圆均布环槽相对于内孔的分度精度更高；再加上轴向环槽和圆周方向环槽的加工在一次装卡中完成，环槽底部过渡更为圆滑，进一步提升了零件的加工质量。

3、本发明设计思路巧妙，具有创新性，通过引入车铣复合加工技术及设计专用工装等措施解决了高精度硬脆材料线圈骨架线槽的加工难题，提高了工作效率、保证了产品质量，具有推广价值。

4、本发明是一种高精度硬脆材料线圈骨架车铣复合加工工艺及工装，本发明将车铣复合加工方法应用到高精度硬脆材料线圈骨架的加工中，可以显著提高零件外圆环槽底部加工质量。本发明将原有采用两次装卡依次完成零件内孔及外圆环槽的加工工艺优化为在一次装卡中倒压板依次完成零件内孔及外圆环槽的加工，并设计了加工工装。采用优化后的工艺和加工工装可以显著降低零件的加工难度，同时可以显著提高零件的加工效率和加工精度，降低制造成本。

附图说明

图1是陀螺仪力矩器线圈骨架的示意图；

图2是陀螺线圈骨架的毛坯图；

图3是陀螺线圈骨架定位座的示意图；

图4是陀螺线圈骨架压盖一的示意图；

图5是陀螺线圈骨架压盖二的示意图一；

图6是陀螺线圈骨架压盖二的示意图二；

图7是陀螺线圈骨架紧固螺钉一的示意图；

图8是陀螺线圈骨架压盖三的示意图；

图9是陀螺线圈骨架紧固螺钉二的示意图；

图10是陀螺线圈骨架内孔加工示意图；

图11是陀螺线圈骨架外圆环槽加工示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

为了便于理解本发明的加工工艺，首先对本发明所使用的工装进行介绍：

一种高精度硬脆材料线圈骨架车铣复合加工工装，包括定位座20、压盖一7、压盖二11、压盖三16、紧固螺钉一14和紧固螺钉二19，定位座前端的外侧同轴安装压盖一，定位座前端的内侧通过紧固螺钉一同轴安装压盖二，压盖三通过紧固螺钉二与紧固螺钉一同轴连接，且压盖三位于压盖二的前端。以下对各部件的结构进行详细描述：

⑴.定位座包括工艺柄4和固定端头5，该工艺柄的后端与车铣复合机床主轴连接，该工艺柄的前端与固定端头同轴连接，该固定端头的外表面制出用于与压盖一连接的外螺纹6，该固定端头的内部同轴制出一个用于与紧固螺钉一连接的螺纹安装孔2，该固定端头的前端面同轴制出一个定位孔3，该定位孔的内底面为定位座的定位端面1。

⑵.压盖一是一个圆柱环形结构，该压盖一内部的后端制出内螺纹9，该内螺纹与定位座的外螺纹相配合，可使压盖一与定位座啮合连接。压盖一的前端面同轴制出一个内延边，使压盖一内部的前端形成一个压紧端面8。当陀螺线圈骨架进行内孔加工时，将压盖一安装在定位座上，当陀螺线圈骨架进行外圆环槽加工时，需要将压盖一拆下。

⑶.压盖二是圆柱状筒体，该筒体内同轴制出两个直径不同的轴孔，该两个轴孔相连通，从而使筒体内形成阶梯台结构13。紧固螺钉一的头部与阶梯台配合，紧固螺钉一的螺杆穿过小直径轴孔12，并与定位座的螺纹安装孔连接。压盖二的后端面为压紧端面10。

⑷.紧固螺钉一为内六角螺钉，在该内六角螺钉的轴心同轴制出一个用于与紧固螺钉二连接的内螺孔15。

⑸.压盖三为圆形板状，其端面制出一个圆形槽18，其轴心同轴制出一个穿装孔17，紧固螺钉二的螺杆穿过该穿装孔，并与紧固螺钉一的内螺孔连接。

⑹.紧固螺钉二为内六角螺钉。

一种高精度硬脆材料线圈骨架车铣复合加工工艺，包括以下步骤：

⑴.将定位座通过工艺柄与车铣复合机床主轴连接，保证定位座的定位端面与机床主轴垂直以及定位孔与机床主轴同轴；

⑵.将零件21放入定位座中，保证其底面与定位座的定位端面接触良好，采用图4所示压盖一中的压紧端面8压紧零件另一端面，如图10所示；之后完成零件内孔的加工；

⑶.将压盖二放入零件内孔，保证图5所示压盖二中的压紧端面10与定位座的定位端面接触良好，并采用紧固螺钉一将压盖二和定位座连接在一起；采用紧固螺钉二将压盖三与紧固螺钉一连接，取下压盖一并完成线圈骨架外圆及环槽的加工，如图11所示；完成加工后，依次将紧固螺钉二、压盖三、紧固螺钉一、压盖二及线圈骨架取下，完成零件的加工。

重复上述步骤⑵～⑶，即可进行下一个零件的加工。