一种三爪型喷口的数控加工方法与流程

[0001]
本发明涉及机加领域，特别涉及一种三爪型喷口的数控加工方法


背景技术：

[0002]
三爪型喷口是主燃喷嘴上的重要零件，其结构复杂，尺寸精度和技术条件要求很高，表面粗糙度值要求较低，为小型的精密零件，见图1、2。三爪型喷口中心孔1相对于内孔的同轴度不大于的同轴度不大于中心孔1、内内孔2和内锥面3的表面粗糙度皆为ra0.2，采用普通的内外圆磨床很难保证零件技术条件和表面粗糙度的要求。外圆8、9及三爪7，采用普通的电火花成型加工异型槽，电极加工难度很大，需要细丝电火花设备，且电火花加工的尺寸精度和位置精度很难保证，以前采用常规的工艺加工，零件合格率为50％，一直是生产中的技术瓶颈。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是为提高零件的加工精度和加工效率，采用小型精密铣车复合加工中心和精密数控万能内圆磨床，通过在一次装夹状态下，车削三爪型喷口内外型面和精密磨削三爪型喷口内外型面，解决了零件加工形状特殊、技术条件和表面粗糙度难以保证的技术关键，实现以精磨代替研磨的目标，特提供了一种三爪型喷口的数控加工方法。
[0004]
三爪型喷口中心孔1相对于内孔的同轴度不大于中心孔1、内孔2和内锥面3的表面粗糙度皆为ra0.2，采用普通的内圆磨床很难保证零件技术条件和表面粗糙度的要求。外圆8、9及三爪7，，采用普通的电火花成型加工异型槽，电极加工难度很大，需要细丝电火花设备，且电火花加工的尺寸精度和位置精度很难保证，在铣车复合加工中心上与上述内外型面一次装夹加工。由于中心孔1、内孔2和内锥面3的表面粗糙度皆为ra0.2，通常方法采用研磨加工，但由于中心孔1、内孔2和内锥面3的形位公差要求较高，研磨容易破坏形位公差，内孔的表面粗糙度为ra0.2，也需要磨削加工，故采用精密数控万能内圆磨床将中心孔1、内孔2和内锥面一次装夹磨削加工。为给精密磨削留有较少的加工余量，粗加工采用铣车复合加工中心进行加工三爪型喷口内外型面，使其形位公差尽量接近磨削的形位公差。又由于三爪型喷口材料为3cr13，要求热处理硬度为hrc≥48，故将热处理工序安排在车加工之后、磨加工之前进行，又三爪型喷口为精密零件，磨加工余量较小，采用真空热处理，以减少零件的变形和氧化，热处理前需安排中间检验工序，以防止超差品流到下工序，无法分清超差原因。
[0005]
本发明提供了一种三爪型喷口的数控加工方法，其特征在于：所述的三爪型喷口的主要加工工艺路线为：棒料
→
车一端
→
车铣一端
→
中间检验
→
真空热处理
→
磨内孔
→
最终检验
→
油封；
[0006]
三爪型喷口车铣内腔加工方法的设计与实施：车铣外形面、内腔工序图见图3，采用铣车复合加工中心，其加工的工艺路线为：平端面1
→
定中心
→
钻内孔
→
粗锪孔
和内锥面3、4、5
→
精镗孔和内锥面3、4、5
→
钻内孔6
→
铰内孔6
→
粗铣三爪7、8、9
→
精铣三爪7、8、9。
[0007]
三爪型喷口车铣内腔加工方法的工艺参数如下所示：
[0008]
平端面1，使用刀具：刀体：jhpwlnl1212m088刀片：wnmg 080404 ms kc5010，转速s＝40～50m/min，进给f＝0.03～0.05mm/r，切深αp＝0.5mm；
[0009]
定中心，使用刀具：中心钻a1/3.15，转速s＝3000～3500r/min，进给f＝10～20mm/min，切深αp＝1mm；
[0010]
钻内孔使用刀具：直柄麻花钻转速s＝31500～2500r/min，进给f＝10～20mm/min，切深αp＝16.2mm；
[0011]
粗锪孔和内锥面3、4、5，使用刀具：专用锪刀，转速s＝2000～2500r/min，进给f＝5～10mm/min，切深αp＝3.52mm；
[0012]
精镗孔和内锥面3、4、5，使用刀具：刀体：picco 12-4-5
[0013]
刀片：picco r 050.1-7ic228，转速s＝500～600r/min，进给f＝30～40mm/min，切深αp＝0.05mm；
[0014]
钻内孔6，使用刀具：加强直柄麻花钻转速s＝3000～3500r/min，进给f＝5～10mm/min，切深αp＝0.1mm；
[0015]
铰内孔6，使用刀具：专用铰刀，转速s＝2000～2500r/min，进给f＝5～10mm/min，切深αp＝3.02mm；
[0016]
粗铣三爪7、8、9，使用刀具：铣刀：ec0400b12-4c04，转速s＝1000～2500r/min，进给f＝30～40mm/min，切深αp＝0.5mm；
[0017]
精铣三爪7、8、9，使用刀具：铣刀：fc4af-0200xt，转速s＝1000～2500r/min，进给f＝30～40mm/min，切深αp＝0.5mm。
[0018]
三爪型喷口磨外圆及内腔工序的设计与实施：
[0019]
磨外圆及内腔工序图见图5，采用精密数控万能内圆磨床，用卡簧装夹，以外圆和端面定位，夹紧外圆其加工路线为：磨中心孔1
→
磨内孔2、内锥3、4。磨内孔2和内锥3、4采用cbn成型砂轮，磨中心孔1采用cbn砂轮，通过修磨砂轮的型面保证三爪型喷口的内型面，通过反复进行工艺试验，最终确定的工艺参数如下所示。
[0020]
内孔2、内锥3、4，砂轮形式：cbn砂轮主轴转速n＝300～400r/min，砂轮转速s2＝10000～15000r/min，进给速度＝120～140r/min，磨削深度ap＝0.003～0.004mm/s，单面磨削余量＝0.003～0.004mm，砂轮进给方向：径向进给；
[0021]
中心孔1，砂轮形式：cbn电镀砂轮主轴转速n＝100～200r/min，砂轮转速s2＝100000～110000r/min r/min，进给速度＝30～40r/min，磨削深度ap＝0.0003～0.0004mm/s，单面磨削余量＝0.045mm，砂轮进给方向：径向进给。
[0022]
本发明的优点：
[0023]
本发明所述的三爪型喷口的数控加工方法，零件的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度达到了设计要求，零件的合格率由原来的50％提高到98％以上，解决了零件加工的技术瓶颈。
附图说明
[0024]
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0025]
图1：零件主视图；
[0026]
图2：零件主视图的左视图；
[0027]
图3：零件车一端加工方案主视图；
[0028]
图4：零件车铣一端加工方案主视图；
[0029]
图5：零件磨内圆工序加工方案主视图；
[0030]
图中，中心孔(1)、内孔(2)和内锥面(3)，内锥端面一(4)，内锥端面二(5)，内孔(6)，三爪槽侧面(7)，三爪外圆(8)，三爪外圆槽底面(9)。
具体实施方式
[0031]
实施例1
[0032]
三爪型喷口中心孔1相对于内孔的同轴度不大于中心孔1、内孔2和内锥面3的表面粗糙度皆为ra0.2，采用普通的内圆磨床很难保证零件技术条件和表面粗糙度的要求。外圆8、9及三爪7，，采用普通的电火花成型加工异型槽，电极加工难度很大，需要细丝电火花设备，且电火花加工的尺寸精度和位置精度很难保证，在铣车复合加工中心上与上述内外型面一次装夹加工。由于中心孔1、内孔2和内锥面3的表面粗糙度皆为ra0.2，通常方法采用研磨加工，但由于中心孔1、内孔2和内锥面3的形位公差要求较高，研磨容易破坏形位公差，内孔的表面粗糙度为ra0.2，也需要磨削加工，故采用精密数控万能内圆磨床将中心孔1、内孔2和内锥面一次装夹磨削加工。为给精密磨削留有较少的加工余量，粗加工采用铣车复合加工中心进行加工三爪型喷口内外型面，使其形位公差尽量接近磨削的形位公差。又由于三爪型喷口材料为3cr13，要求热处理硬度为hrc≥48，故将热处理工序安排在车加工之后、磨加工之前进行，又三爪型喷口为精密零件，磨加工余量较小，最好采用真空热处理，以减少零件的变形和氧化，热处理前需安排中间检验工序，以防止超差品流到下工序，无法分清超差原因。
[0033]
本发明提供了一种三爪型喷口的数控加工方法，其特征在于：所述的三爪型喷口的主要加工工艺路线为：棒料
→
车一端
→
车铣一端
→
中间检验
→
真空热处理
→
磨内孔
→
最终检验
→
油封；
[0034]
三爪型喷口车铣内腔加工方法的设计与实施：车铣外形面、内腔工序图见图3，采用铣车复合加工中心，其加工的工艺路线为：平端面1
→
定中心
→
钻内孔
→
粗锪孔和内锥面3、4、5
→
精镗孔和内锥面3、4、5
→
钻内孔6
→
铰内孔6
→
粗铣三爪7、8、9
→
精铣三爪7、8、9。
[0035]
三爪型喷口车铣内腔加工方法的工艺参数如下所示：
[0036]
平端面1，使用刀具：刀体：jhpwlnl1212m088刀片：wnmg 080404 ms kc5010，转速s＝40～50m/min，进给f＝0.03～0.05mm/r，切深αp＝0.5mm；
[0037]
定中心，使用刀具：中心钻a1/3.15，转速s＝3000～3500r/min，进给f＝10～20mm/min，切深αp＝1mm；
[0038]
钻内孔使用刀具：直柄麻花钻转速s＝31500～2500r/min，进给f＝10～
20mm/min，切深αp＝16.2mm；
[0039]
粗锪孔和内锥面3、4、5，使用刀具：专用锪刀，转速s＝2000～2500r/min，进给f＝5～10mm/min，切深αp＝3.52mm；
[0040]
精镗孔和内锥面3、4、5，使用刀具：刀体：picco 12-4-5
[0041]
刀片：picco r 050.1-7 ic228，转速s＝500～600r/min，进给f＝30～40mm/min，切深αp＝0.05mm；
[0042]
钻内孔6，使用刀具：加强直柄麻花钻转速s＝3000～3500r/min，进给f＝5～10mm/min，切深αp＝0.1mm；
[0043]
铰内孔6，使用刀具：专用铰刀，转速s＝2000～2500r/min，进给f＝5～10mm/min，切深αp＝3.02mm；
[0044]
粗铣三爪7、8、9，使用刀具：铣刀：ec0400b12-4c04，转速s＝1000～2500r/min，进给f＝30～40mm/min，切深αp＝0.5mm；
[0045]
精铣三爪7、8、9，使用刀具：铣刀：fc4af-0200xt，转速s＝1000～2500r/min，进给f＝30～40mm/min，切深αp＝0.5mm。
[0046]
三爪型喷口磨外圆及内腔工序的设计与实施：
[0047]
磨外圆及内腔工序图见图5，采用精密数控万能内圆磨床，用卡簧装夹，以外圆和端面定位，夹紧外圆其加工路线为：磨中心孔1
→
磨内孔2、内锥3、4。磨内孔2和内锥3、4采用cbn成型砂轮，磨中心孔1采用cbn砂轮，通过修磨砂轮的型面保证三爪型喷口的内型面，通过反复进行工艺试验，最终确定的工艺参数如下所示。
[0048]
内孔2、内锥3、4，砂轮形式：cbn砂轮主轴转速n＝300～400r/min，砂轮转速s2＝10000～15000r/min，进给速度＝120～140r/min，磨削深度ap＝0.003～0.004mm/s，单面磨削余量＝0.003～0.004mm，砂轮进给方向：径向进给；
[0049]
中心孔1，砂轮形式：cbn电镀砂轮主轴转速n＝100～200r/min，砂轮转速s2＝100000～110000r/min r/min，进给速度＝30～40r/min，磨削深度ap＝0.0003～0.0004mm/s，单面磨削余量＝0.045mm，砂轮进给方向：径向进给。