专利名称：弹性支架数控加工方法
技术领域：
本发明涉及一种弹性支架的数控加工方法，尤其是涉及高轨道卫星光学敏感器产 品轴系组件实现长寿命、高可靠性能的关键方法。
背景技术：
摆动式红外地球敏感器应用于高轨道卫星平台上的众多卫星，需求量大。轴系是 该类型红外地球敏感器上的重要组成部分。提高轴系的长寿命、高可靠是五院“十五”可靠 性增长项目。而弹性支架又是摆动式红外地球敏感器轴系组件中的重要零件，支撑摆镜，它 的质量是能否实现整个红外地球敏感器实现长寿命、高可靠的关键。1)弹性支架形状复杂，(如
图1所示)，弹簧片厚度薄，易变形，关键尺寸即弹簧片 的厚度的公差要求严格，尺寸控制比较难。2)内外圆弧需要用非标准的成型铣刀加工出圆角，(如图2所示)，且要求内外圆 弧处与平面平滑过渡。3)由于弹性支架的需求量与日俱增，要进行批量生产，这就要求有稳定的工艺，有 较高的合格率，且加工的零件尺寸一致性好。弹性支架以往曾进行过多个回合的加工，一直是采用传统的手工加工方式。但由 于受客观条件所限，加工出的零件，不论是合格率，还是质量都远远不能满足型号的需要。1)传统加工尺寸控制不稳定，波动大，超差严重，合格率低。我们曾对用传统方法加工的某批次弹性支架的弹簧片的厚度1、厚度2和厚度 4(见表1)的123个计量结果进行了分析。结果Xmax = 48讓，Xmin = 35讓，极差R = 13讓，将数据分为14组，即k = 14讓，贝丨J 组距h = R/k = 13/14 = 0. 92 ^ 1，因为最小测量单位是1，所以取界限值为0. 5，将各计量 数据对号入座，得各组尺寸频数分布表表1传统加工方法某批次弹性支架关键尺寸频数分布表
权利要求
1.弹性支架数控加工方法，所述的弹性支架为一个圆环连接三个均布的异型弹簧片， 中心处为空心轴，空心轴的上半部分为锥面；其特征在于步骤如下(1)对待加工棒料按照弹性支架的设计图纸进行粗车，其中，外圆尺寸单边留 0. 5士0. Imm余量，轴向留0. 75士0. 05mm余量，留工艺夹头长度大于8mm，空心轴内孔留余量 0. 5士0. Olmm ；(2)对粗车后得到的工件进行时效处理，去除应力；(3)夹住工艺夹头，对经过步骤( 处理后的工件进行数控精车，去除步骤(1)中所述 的余量，并在外圆端面精镗出六个均布的铣工安装孔，加工完成后切段工艺夹头；(4)对步骤C3)处理后的工件进行高低温循环处理，稳定工件尺寸及进一步消除机加 应力；(5)将步骤(4)处理后的工件安装在胎具上进行数控精铣，精铣时先采用内圆弧刀具 铣弹性支架的弹簧片的内圆弧，然后采用外圆弧刀具铣削弹性支架的弹簧片的外圆弧，要 求铣削过程中，对三个弹簧片循环进行铣削，并且刀具在每个弹簧片的铣削方向一致；最后 铣去弹簧片之间的三个扇形区，采用尖角刀具去除铣削时产生的毛刺；精铣过程中，切削深度不大于0. 2mm,精铣余量不高于0. 05mm,主轴转速高于5000r/ min,进给速度小于250mm/min ；所述的胎具包括底座、安装片、组合压板，底座具有三角稳固支撑的结构，工件的六个 铣工安装孔配装在安装片的中心安装孔上，安装片固定在底座上，组合压板外圈安装在安 装片上，固定在外圈的楔形块将工件压紧；所述的刀具采用成型刀具，包括内圆弧刀具、外圆弧刀具和尖角刀具，要求刀具圆角与 弹性支架上弹簧片的内、外圆弧要求一致；(6)将工件从上述胎具上拆下，在普通精密车床上精车弹性支架空心轴的锥面。
2.根据权利要求1所述的弹性支架数控加工方法，其特征在于在所述步骤(5)中去 除毛刺后，将工件卸下，检测弹簧片厚度，根据检测结果修正数控程序，控制刀具磨损对工 件尺寸的影响。
3.根据权利要求1所述的弹性支架数控加工方法，其特征在于所述步骤O)时效处 理为将工件放入电热鼓风干燥箱中，随干燥箱一起加热到190°C 士5°C保温八小时，冷却至常温。
4.根据权利要求1所述的弹性支架数控加工方法，其特征在于所述步骤中的高低 温循环处理过程如下第一步，在电热鼓风干燥箱中加热至140 160°C，保温2小时，将工件在空气中冷却至 室温后，置于SLXII型深冷箱或自制液氮箱中降温，温度低于_180°C保温2小时，将工件至 于空气中回温至室温；第二步，将上述第一步重复执行一次；第三步，将工件置于电热鼓风干燥箱中加热至140 160°C，保温4 6小时后，在空气 中降温至室温。
全文摘要
弹性支架数控加工方法，(1)对待加工棒料按照弹性支架的设计图纸进行粗车；(2)对粗车后得到的工件进行时效处理，去除应力；(3)夹住工艺夹头，对经过步骤(2)处理后的工件进行数控精车，去除步骤(1)中所述的余量，并在外圆端面精镗出六个均布的铣工安装孔，加工完成后切段工艺夹头；(4)对步骤(3)处理后的工件进行高低温循环处理，稳定工件尺寸及进一步消除机加应力；(5)将步骤(4)处理后的工件安装在胎具上进行数控精铣，精铣过程中，切削深度不大于0.2mm，精铣余量不高于0.05mm，刀具直径小于Φ3，主轴转速高于5000r/min，进给速度小于250mm/min；(6)将工件从上述胎具上拆下，在普通精密车床上精车弹性支架空心轴的锥面。
文档编号B23P15/00GK102069357SQ20101061755
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者李仁杰, 杜津贤, 申坤, 郭拥军 申请人:北京控制工程研究所