应用于起落架系统的高精度高硬度连接销及其制造工艺的制作方法

文档序号:15458791发布日期:2018-09-18 17:35阅读:215来源:国知局



背景技术:

连接销是飞机起落架系统中一个重要的连接零件,通常,起落架系统中,扭力臂的功能是飞机起飞和着陆时,防止减震支柱的内筒和外筒出现相对转动, 而扭力臂结构中的上防扭支架上端和减震支柱外筒通过连接销铰连在一起,下防扭支架上端和减震支柱内筒连接销铰接在一起,上、下防扭支架也通过连接销铰链在一起,三个铰链销平行,且和减震支柱垂直,用以保障减震支柱的内筒和外筒做伸缩运动是不会发生相对转动。

因此,连接销需要具有较高的硬度及耐磨性要求,且具有较高的力学性能和尺寸要求,才能保障飞行器起落安全。



技术实现要素:

发明目的:是提供应用于起落架系统的高精度高硬度连接销及其制造工艺。

技术方案:本发明提供了应用于起落架系统的高精度高硬度连接销,包括圆柱形销体,其特征在于:销体中心同轴设有通孔,所述销体两端面上沿销体轴向均开设有深油道和浅油道,所述销体外壁上设有深油孔和浅油孔,所述深油孔与所述深油道连通形成深油路,所述浅油孔与所述浅油道沿销体连通形成浅油路,所述销体上还开设有沿其径向贯通的销孔。在材料相同、截面积相等的情况下,空心连接销比实心连接销的抗扭能力强,能够承受较大的外力矩,并且在相同的外力矩情况下,空心连接销要比实心连接销省材料,另深油道及浅油道的设计,可使油路部位受力分散开,不在同一圆周上,从而提高了连接销的强度,销孔用于连接销的定心、定位作用。

进一步地,上述的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销,其特征在于,位于所述销体同一端的深油道与浅油道沿销体轴心线位置对称,位于所述销体任意一端的深油道与所述销体另一端的浅油道沿销体径向中心线位置对称。上述设计可保障连接销使用过程中充分润滑的同时满足结构稳定和高强度的要求。

进一步地,上述的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销,其特征在于,位于所述销体同一侧端面上各为两条深油道与浅油道,所述深油道与所述浅油道相间分布,且各所述深油道和浅油道的开设位置均位于与所述销体轴心线同心的圆上。上述设计可保障连接销使用过程中充分润滑的同时满足结构稳定和高强度的要求。

进一步地,上述的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销,其特征在于,所述浅油孔与所述浅油道的末端相连通,所述深油孔与所述深油道的末端相连通。上述设计保证油路畅通,同时可最大化利用油道长度。

进一步地,上述的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销,其特征在于,各所述深油道和浅油道与所述销体端面的连接处均开设有内螺纹。内螺纹用于连接外油路。

进一步地,上述的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销,其特征在于,所述通孔两端开设有倒角。倒角设计可减小连接销应力集中,加强连接销的强度,此外,还可以使装配容易。

进一步地,上述的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销,其特征在于,所述销体的材质为T300M。T300M经热处理后硬度可达HRC52-5,保障连接销硬度要求。

进一步地,上述的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销,其特征在于,所述销体的长度为300mm,所述销体的直径为80.7mm,所述通孔的直径为31.45mm。上述尺寸设计在连接销整体结构稳定性上位较佳参数。

应用于起落架系统的高精度高硬度连接销的加工工艺,包括以下加工工艺步骤:

1)下料:选用T300M实心棒料,棒料直径留5mm加工余量,长度留7mm加工余量;下料是选取原材料过程,其原材料形状及余量的选取直接影响产品加工效率、产品加工质量,上述参数为较佳的选择,此余量的选取既保证产品加工安全性,又不会导致产品余量过多造成加工浪费和材料成本浪费。

2)打孔:利用打孔机及U钻对步骤1的棒料沿其轴心线加工通孔,本步骤中U钻的直径小于通孔设计直径4~5mm;

3)粗车外圆及两端面:将步骤2处理后的棒料在普车上双顶尖装夹,去除棒料外圆主要余量,外圆留余量0.4mm,总长度做小0.2mm;

步骤2、3为粗加工过程,粗加工到精加工余量的留取,以及粗加工的加工工艺编排直接影响产品热处理变形量;采用专用打孔机去除通孔余量,加工效率高,加工尺寸稳定;粗加工时采用双顶尖装夹车外圆,避免外圆存在接刀痕现象,接刀痕的存在,热处理时容易出现裂纹,从而导致产品报废;总长度做小0.2mm,待热处理后变形至图纸要求(材料热处理变形量大致规律每100mm长长0.1mm);去除棒料外圆主要余量,为下一步骤数控车加工软爪装夹提加工基准,从而提升产品加工稳定性,上述余量设计在能保证精加工质量的前提下,较好的提高产品加工效率。

4)精车一侧端面的倒角及通孔:将步骤3处理后的棒料在数控车上软爪装夹,加工棒料一侧端面的通孔,使该侧通孔的直径尺寸满足图纸设计要求,在该侧通孔的外沿加工出60°倒角,使倒角尺寸满足图纸设计要求,并保证倒角与外圆跳动在0.03mm以内;

5)校总长度:将步骤4处理后的棒料在数控车上软爪装夹,校总长度,保证总误差在±0.02mm以内;此工艺步骤防止下一步骤因产品长度误差而导致产品定位不稳定现象。

6)精车另一侧端面的倒角及通孔:将步骤5处理后的棒料在数控车上软爪装夹,加工另一侧的通孔,使该侧通孔的直径尺寸满足图纸设计要求,在该侧通孔的外沿加工出60°倒角,使倒角尺寸满足图纸设计要求,并保证倒角与外圆跳动在0.03mm以内;

7)精车外圆:将步骤6处理后的棒料在数控车上双顶尖装夹,加工棒料外圆,留余量0.3mm;此工艺步骤保证外圆直线度及无接到痕产生,避免热处理出现裂纹现象。

8)精加工油孔及螺纹孔、粗加工销孔:将步骤7处理后的棒料在加工中心上夹具装夹,精加工深油道、浅油道、深油孔和浅油孔以及内螺纹至尺寸满足图纸设计要求,粗加工销孔,留余量0.5mm;有同轴度要求的销孔先粗加工留余量0.5mm,然后精加工用夹具定位,再进行精加工至图纸要求尺寸,由于销孔尺寸及位置要求较高;若粗加工直接做到图纸最终要求,经热处理后尺寸变形导致产品质量不良;再若粗加工时不加工此销孔,热处理后再做,由于热处理后硬度较高,从而加工难度增加,且加工效率低,也影响产品质量。

9)热处理:将步骤8处理后的棒料在热处理设备中沿其轴向立放,使棒料在热处理中的变形量沿其长度方向变化,热处理完成后,棒料硬度达HRC52-5;热处理时产品放置方向为立放,让其变形量沿其长度方向变化;若产品平躺放置,容易导致产品弯曲变形量,从而影响后续精加工。

10)精车外圆:将步骤9处理后的棒料在数控车上双顶尖装夹,精车棒料外圆至尺寸满足图纸设计要求;

11)精加工销孔:将步骤10处理后的棒料在加工中心上夹具装夹,外圆定位,通过销孔限位,锁紧后加工销孔至尺寸满足图纸设计要求。

步骤10、11由于是热处理后再进行加工,因而产品硬度较高,加工难度大,因此在加工过程中精密的夹具及优质的刀具及工艺产品直接影响产品加工质量及加工效率。

另外,在进行步骤9热处理前,可加入钳工刻字和粗加工尺寸检验步骤;在进行步骤9热处理后,可加入热处理后检验步骤;在进行步骤11精加工销孔后,可加入钳工打磨步骤、质量终检步骤和入库步骤。

上述技术方案可以看出,本发明具有如下有益效果:本发明所述的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销具有高精度、高强度、高润滑效果的特点,能够满足飞行器起落架工作时的性能要求;本发明所述的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销的制造工艺在满足产品机械性能前提下的一种效率较高的工艺组合,其有效的降低了产品加工难度及加工成本,提升了产品加工尺寸稳定性及加工效率,同时还具有节约原材料、提高粗加加工效率、减小热处理变形量、提升精加工尺寸稳定性等优点,从而提升产品整体加工质量与加工效益。

附图说明

图1为本发明实施例的侧视图;

图2为本发明实施例的整体结构示意图;

图3为本发明实施例的工艺步骤1示意图;

图4为本发明实施例的工艺步骤2示意图;

图5为本发明实施例的工艺步骤3示意图;

图6为本发明实施例的工艺步骤4示意图;

图7为本发明实施例的工艺步骤5示意图;

图8为本发明实施例的工艺步骤6示意图;

图9为本发明实施例的工艺步骤7示意图;

图10为本发明实施例的工艺步骤8示意图;

图11为本发明实施例的工艺步骤9示意图;

图12为本发明实施例的工艺步骤10示意图;

图13为本发明实施例的工艺步骤11示意图;

图中:1销体、2通孔、3深油路、4浅油路、5深油孔、6浅油孔、7销孔、8内螺纹、9倒角。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1~2所示的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销,包括圆柱形销体1,其特征在于:销体1中心同轴设有通孔2,所述销体1两端面上沿销体1轴向均开设有深油道3和浅油道4,所述销体1外壁上设有深油孔5和浅油孔6,所述深油孔5与所述深油道3连通形成深油路,所述浅油孔6与所述浅油道4沿销体1连通形成浅油路,所述销体1上还开设有沿其径向贯通的销孔7。

其中,位于所述销体1同一端的深油道3与浅油道4沿销体1轴心线位置对称,位于所述销体1任意一端的深油道3与所述销体1另一端的浅油道4沿销体1径向中心线位置对称。位于所述销体1同一侧端面上各有两条深油道3与浅油道4,所述深油道3与所述浅油道4相间分布,且各所述深油道3和浅油道4的开设位置均位于与所述销体1轴心线同心的圆上。

其中,所述深油孔5与所述深油道3的末端相连通,所述浅油孔6与所述浅油道4的末端相连通。

此外,各所述深油道3和浅油道4与所述销体1端面的连接处均开设有内螺纹8,所述通孔两端开设有倒角9。

另,所述销体的材质为T300M,所述销体的长度为300mm,所述销体的直径为80.7mm,所述通孔的直径为31.45mm。

本实施例的连接销两端各形成有两深油路和两浅油路,且四个油路交错相间开设,装配使用时,连接销通过销孔定位,各油路的开口处的内螺纹与外油路的接头外螺纹配合,行成畅通的油路,是连接销在使用过程中充分润滑。

如图3~13所示的应用于起落架系统的高精度高硬度连接销应用于起落架系统的高精度高硬度连接销的加工工艺,包括以下加工工艺步骤:

1)下料:选用T300M实心棒料,棒料直径留5mm加工余量,长度留7mm加工余量;

2)打孔:利用打孔机及U钻对步骤1的棒料沿其轴心线加工通孔2,本步骤中U钻的直径小于通孔2设计直径4~5mm;

3)粗车外圆及两端面:将步骤2处理后的棒料在普车上双顶尖装夹,去除棒料外圆主要余量,外圆留余量0.4mm,总长度做小0.2mm;

4)精车一侧端面的倒角及通孔:将步骤3处理后的棒料在数控车上软爪装夹,加工棒料一侧端面的通孔2,使该侧通孔2的直径尺寸满足图纸设计要求,在该侧通孔2的外沿加工出60°倒角9,使倒角9尺寸满足图纸设计要求,并保证倒角9与外圆跳动在0.03mm以内;

5)校总长度:将步骤4处理后的棒料在数控车上软爪装夹,校总长度,保证总误差在±0.02mm以内;

6)精车另一侧端面及通孔:将步骤5处理后的棒料在数控车上软爪装夹,加工另一侧的通孔2,使该侧通孔2的直径尺寸满足图纸设计要求,在该侧通孔2的外沿加工出60°倒角9,使倒角9尺寸满足图纸设计要求,并保证倒角9与外圆跳动在0.03mm以内;

7)精车外圆:将步骤6处理后的棒料在数控车上双顶尖装夹,加工棒料外圆,留余量0.3mm;

8)精加工油孔及螺纹孔、粗加工销孔:将步骤7处理后的棒料在加工中心上夹具装夹,精加工深油道3、浅油道4、深油孔5和浅油孔6以及内螺纹8至尺寸满足图纸设计要求,粗加工销孔7,留余量0.5mm;

9)热处理:将步骤8处理后的棒料在热处理设备中沿其轴向立放,使棒料在热处理中的变形量沿其长度方向变化,热处理完成后,棒料硬度达HRC52-5;

10)精车外圆:将步骤9处理后的棒料在数控车上双顶尖装夹,精车棒料外圆至尺寸满足图纸设计要求;

11)精加工销孔:将步骤10处理后的棒料在加工中心上夹具装夹,外圆定位,通过销孔7限位,锁紧后加工销孔7至尺寸满足图纸设计要求。

需要注意的是,在进行步骤9热处理前,由钳工刻字并进行粗加工尺寸检验步骤;在进行步骤9热处理后,进行热处理后检验步骤;在进行步骤11精加工销孔后,由钳工进行打磨,最后进行质量终检步骤后入库。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。

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