一种发动机用薄壁管件的自动化生产线及其生产方法与流程

本发明涉及薄壁管件加工，特别是指一种发动机用薄壁管件的自动化生产线及其生产方法。

背景技术：

1、发动机是火箭弹提供动力的一个重要零部件，属于一种薄壁管件，材料为30crmnsia，长度1m，产品工艺尺寸精度高，口径小，加工完成后壁厚为1.50mm。该薄壁管件的外形加工及内孔镗削易变形是行业内普遍存在的难题，为解决薄壁管件内外形加工的问题，公司多年来采用穿芯轴的办法完成切削，内孔镗削采用专用的镗孔设备，手工拆卸刀片实现退刀内孔无拉痕工艺，存在加工工序长等问题，产品外形及内孔的切削依然是整个生产过程中的瓶颈。而且如何实现薄壁管件的自动化生产，也是急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提出一种发动机用薄壁管件的自动化生产线及其生产方法，实现了薄壁管件的自动化生产，同时解决了薄壁管件内外形面加工容易变形的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种发动机用薄壁管件的自动化生产线，包括线性桁架，线性桁架上设置有行走的机械手，线性桁架的一侧沿薄壁管件的输送方向依次设置有上料工位、倒角及精车架位工位、车导引孔及精镗孔工位、内孔检测工位、中转料仓、精车外形工位、外径检测工位、车螺纹及止口工位、内径检测及激光打码工位，各个工位上均设置有对应的机床，机床与线性桁架垂直放置。

3、进一步地，倒角及精车架位工位上设置有第一机床，第一机床的主轴和副轴上均设置有端面内撑夹具，端面内撑夹具的外侧均设置有锥度定位套，锥度定位套上设置有与薄壁管件的端部倒角相配合的锥面。

4、进一步地，精车外形工位上设置有第三机床，第三机床上设置有主轴上设置有主轴内撑夹具，副轴上设置有副轴内撑夹具，主轴内撑夹具和副轴内撑夹具内均设置有介质充填通道。

5、进一步地，车导引孔及精镗孔工位设置有若干个第二机床，第二机床的主轴上设置有主轴夹具，副轴上设置有悬伸的镗刀杆，镗刀杆的悬伸端设置有同轴线的镗刀体，主轴夹具和镗刀体之间的第二机床上设置有移动的伺服抱夹，镗刀体、伺服抱夹、主轴夹具三者直线度≤0.02mm；主轴夹具和镗刀体之间的第二机床上还设置有用于车导引孔的刀具。

6、进一步地，镗刀杆内沿轴向设置有倒锥形内孔，倒锥形内孔直径较小的一端靠近副轴，倒锥形内孔的内壁上设置有减震内衬。

7、进一步地，镗刀体的前端沿周向设置有三个导向块，三个导向块的圆跳动≤0.01mm，两导向块之间的镗刀体上设置有刀尖，刀尖与另一导向块相对，刀尖的周向高度比相对的导向块高0.02mm。

8、一种发动机用薄壁管件的生产方法，包括以下步骤：

9、(1)机械手沿线性桁架移动，将管件坯料从上料工位运至倒角及精车架位工位，并对管件坯料依次进行端部、倒角和架位的加工；

10、(2)架位加工完成后，机械手依次将管件坯料运至车导引孔及精镗孔工位进行导引孔和内孔的加工，运至内孔检测工位进行内孔检测，并暂存于中转料仓；

11、(3)机械手将中转料仓内的管件坯料依次送至精车外形工位进行管件外形的加工，运至外径检测工位进行尺寸检测，运至车螺纹及止口工位进行端面、内外倒角、内止口、螺纹的加工，得到薄壁管件；

12、(4)最后通过机械手将薄壁管件运至内径检测及激光打码工位。

13、进一步地，步骤(1)中，在倒角及精车架位工位上，通过两个端面内撑夹具双撑管件坯料的内孔，然后第一机床对管件坯料的端面和倒角进行加工；倒角加工完成后，两个端面内撑夹具松开管件坯料，然后第一机床的副轴继续向前推进，使主轴和副轴的锥度定位套顶紧管件坯料的倒角，然后第一机床对管件坯料进行架位的精加工。

14、进一步地，步骤(3)中，在精车外形工位上，通过主轴内撑夹具和副轴内撑夹具定位管件坯料的两端，然后通过介质充填通道向管件坯料内充填减震介质，若是加工过程中，出现减震介质泄露，暂停加工3-4s后，补充减震介质，然后继续加工。

15、进一步地，导引孔的内径比镗刀体的外径大0.03mm。

16、本发明的有益效果：

17、本发明可通过内撑加双顶的定位方式实现同一工序内完成倒角和架位的加工，减少了机床内撑对工件造成的变形，避免影响下一道工序的定位和切削；针对薄壁管件的内外形加工采用内撑机构加填充介质的方式进行减震，可实现不同型号的管件类内外形加工，通过线性桁架和机械手的配合，进行工件在各个工位之间的转运，实现薄壁管件的自动化加工。

18、本发明整个生产线可不采用定制机床实施工件定位、孔径加工、外形加工、工件两端螺纹加工等，所有机床均采用普通的数控机床即可，可节约定制机床的生产周期，整个生产线实施快，降低了设备成本。

19、本发明的生产线可用于大长径比(如15∶1)管类零件的生产，壁厚差≤0.10mm。

技术特征：

1.一种发动机用薄壁管件的自动化生产线，其特征在于：包括线性桁架，线性桁架上设置有行走的机械手，线性桁架的一侧沿薄壁管件的输送方向依次设置有上料工位、倒角及精车架位工位、车导引孔及精镗孔工位、内孔检测工位、中转料仓、精车外形工位、外径检测工位、车螺纹及止口工位、内径检测及激光打码工位，各个工位上均设置有对应的机床，机床与线性桁架垂直放置。

2.根据权利要求1所述的自动化生产线，其特征在于：倒角及精车架位工位上设置有第一机床，第一机床的主轴和副轴上均设置有端面内撑夹具，端面内撑夹具的外侧均设置有锥度定位套，锥度定位套上设置有与薄壁管件的端部倒角相配合的锥面。

3.根据权利要求1所述的自动化生产线，其特征在于：精车外形工位上设置有第三机床，第三机床的主轴上设置有主轴内撑夹具，副轴上设置有副轴内撑夹具，主轴内撑夹具和副轴内撑夹具内均设置有介质充填通道。

4.根据权利要求1所述的自动化生产线，其特征在于：车导引孔及精镗孔工位设置有若干个第二机床，第二机床的主轴上设置有主轴夹具，副轴上设置有悬伸的镗刀杆，镗刀杆的悬伸端设置有同轴线的镗刀体，主轴夹具和镗刀体之间的第二机床上设置有移动的伺服抱夹，镗刀体、伺服抱夹、主轴夹具三者直线度≤0.02mm；主轴夹具和镗刀体之间的第二机床上还设置有用于车导引孔的刀具。

5.根据权利要求1所述的自动化生产线，其特征在于：镗刀杆内沿轴向设置有倒锥形内孔，倒锥形内孔直径较小的一端靠近副轴，倒锥形内孔的内壁上设置有减震内衬。

6.根据权利要求1所述的自动化生产线，其特征在于：镗刀体的前端沿周向设置有三个导向块，三个导向块的圆跳动≤0.01mm，两导向块之间的镗刀体上设置有刀尖，刀尖与另一导向块相对，刀尖的周向高度比相对的导向块高0.02mm。

7.一种发动机用薄壁管件的生产方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的自动化生产线，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，在倒角及精车架位工位上，通过两个端面内撑夹具双撑管件坯料的内孔，然后第一机床对管件坯料的端面和倒角进行加工；倒角加工完成后，两个端面内撑夹具松开管件坯料，然后第一机床的副轴继续向前推进，使主轴和副轴的锥度定位套顶紧管件坯料的倒角，然后第一机床对管件坯料进行架位的精加工。

9.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，步骤(3)中，在精车外形工位上，通过主轴内撑夹具和副轴内撑夹具定位管件坯料的两端，然后通过介质充填通道向管件坯料内充填减震介质，若是加工过程中，出现减震介质泄露，暂停加工3-4s后，补充减震介质，然后继续加工。

10.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，导引孔的内径比镗刀体的外径大0.03mm。

技术总结
本发明提出了一种发动机用薄壁管件的自动化生产线及其生产方法，所述自动化生产线包括线性桁架，线性桁架上设置有行走的机械手，线性桁架的一侧沿薄壁管件的输送方向依次设置有上料工位、倒角及精车架位工位、车导引孔及精镗孔工位、内孔检测工位、中转料仓、精车外形工位、外径检测工位、车螺纹及止口工位、内径检测及激光打码工位，各个工位上均设置有对应的机床，机床与线性桁架垂直放置。本发明实现了薄壁管件的自动化生产，同时解决了薄壁管件内外形面加工容易变形的问题。

技术研发人员：刘吉涛,杨建强,尚孟柳,马东亚,魏东岳,苏和平
受保护的技术使用者：南阳北方向东工业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21