一种利用燃压环套切割夹具实现燃压环套的加工方法

摘要

一种利用燃压环套切割夹具实现燃压环套的加工方法，它涉及一种环形零件的加工方法。本发明的目的是为了解决现有燃压环套因其为薄壁工件在加工过程中容易发生变形，从而影响燃压环套的加工质量，同时利用现有加工方法加工出的燃压环套存在30个型孔的30等分位置精度差的问题。本发明中使用的夹具，包括底板、转盘、两个定位销和四个压板；本发明具体步骤包括步骤一、粗车坯料的内孔、外圆周面和两平面；步骤二、对燃压环套半成品进行去应力处理；步骤三、精车燃压环套半成品的内孔、外圆周面和两平面；步骤四、划径向孔和型孔的中心位置线；步骤五、钻削30个孔径为5mm的径向孔；步骤六、切割加工30个型孔。本发明用于加工燃压环套。

说明书

技术领域

本发明涉及一种环形零件的加工方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

燃压机组是将轻柴油，天然气等化石燃料的化学能转化为电能的机械设备。环套是汽 轮机燃压机组的一个组成部件，也称为燃压环套，燃压环套在实际加工时其30个型孔的 设计要求是型孔轮廓度0.05mm，各型孔位置度0.08mm，这一要求使燃压环套在加工过 程中因其为薄壁工件而容易发生变形，从而影响燃压环套的加工质量，同时利用现有加工 方法加工出的燃压环套存在30个型孔的30等分位置精度差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用燃压环套切割夹具实现燃压环套的加工方法，以解决现 有燃压环套因其为薄壁工件在加工过程中容易发生变形，从而影响燃压环套的加工质量， 同时利用现有加工方法加工出的燃压环套存在30个型孔的30等分位置精度差的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述燃压环套的加工方法中使用的燃 压环套切割夹具包括底板、转盘、两个定位销和四个压板，所述转盘位于底板与压板之间， 转盘的顶面中心处加工有转盘沉孔，转盘的底面中心处加工有外凸台，所述转盘沉孔和外 凸台同轴设置，所述转盘沉孔的孔径为140mm，所述外凸台的外形为圆柱形，所述外凸台 的外径为165mm，所述转盘上加工有两个第一销孔，两个第一销孔的孔径为10mm，两 个第一销孔关于转盘中心对称设置，转盘上还加工有四个第一螺纹孔，四个第一螺纹孔以 转盘中心为圆心均布在同一圆周上，所述底板为正方形板体，底板板面的中心上加工有与 转盘的外凸台相配合的通孔，通孔的孔径为165mm，底板上设有三十个第二销孔，三十 个第二销孔在同一圆周上，所述圆周与通孔同心设置，第二销孔的孔径为10mm，所述定 位销依次穿过第一销孔和第二销孔将转盘可拆卸连接在底板上，所述压板可拆卸连接在转 盘上：

利用所述夹具实现所述燃压环套的加工方法的具体步骤如下：

步骤一、粗车坯料的内孔、外圆周面和两平面：所述坯料为饼状的圆柱毛坯棒料，两 个平面均放量1mm，外圆周面放量1.5mm，然后在坯料的一个平面上加工有通孔，通孔 的内侧壁为圆弧凸面，圆弧凸面的半径为4mm，在坯料的另一个平面上加工有第一沉孔， 第一沉孔的底面上加工有第二沉孔，第一沉孔的底面上位于第二沉孔外侧加工有环形凹 槽，通孔、第一沉孔和第二沉孔同轴设置，所述通孔、第一沉孔和第二沉孔构成为坯料的 三个内孔，每个内孔放量1.5mm，加工坯料的三个内孔、外圆周面及两平面后形成燃压 环套半成品，车床的切削参数为：转速140r/min，进给量0.3mm/r，切削深度1.5mm；

步骤二、对燃压环套半成品进行去应力处理：对燃压环套半成品去应力处理的过程是： 首先将燃压环套半成品放入加热炉中，加热至500℃～650℃，加热时间为2～3小时，然 后将加热炉调节到保温状态，使燃压环套半成品保温时间2小时，之后，停止加热将所述 燃压环套半成品随加热炉缓慢冷却至200℃～300℃，冷却时间为10～12小时；

步骤三、精车燃压环套半成品的内孔、外圆周面和两平面，车床的切削参数为：转速 120r/min，进给量0.15mm/r，切削深度0.2mm，直到燃压环套半成品的内孔、外圆周面和 两平面满足设计要求；

步骤四、划径向孔和型孔的中心位置线：

首先，利用划针在燃压环套的一平面上划出十字交叉的环套中心线，然后依据十字交 叉的环套中心线为准在燃压环套半成品的外圆周面的同一圆周上均布划出30个径向孔十 字中心位置线；再依据十字交叉的环套中心线为准在燃压环套半成品的环套中心线所在的 平面上划出30个型孔的十字中心位置线，然后在每个型孔中心钻孔径为2mm的穿丝孔；

步骤五、钻削30个孔径为5mm的径向孔：利用镗铣床钻削燃压环套半成品的径向 上的30个径向孔，每个径向孔的孔径为5mm；

步骤六、切割加工30个型孔：利用上述的燃压环套切割夹具在燃压环套半成品的端 面上进行30个型孔的切割，共需切割加工30个型孔，其具体过程如下：

首先将燃压环套半成品安装在转盘上，利用压板夹紧压牢，将安装有燃压环套半成品 的转盘利用两个第一销孔进行定位，选取燃压环套半成品上水平位置的一个型孔作为第一 个型孔进行切割，第一型孔切割完毕后，将转盘顺时针旋转12°，直至旋转到燃压环套 半成品上第二个型孔的加工位置，利用转盘上第一销孔定位在底板上相应的第二销孔内， 切割第二个型孔，以此类推，将燃压环套半成品上30个型孔加工完毕后，即加工出燃压 环套成品。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

本发明由于采用合理的切削余量分配，大大减小了燃压环套在加工过程中的变形量， 保证燃压环套加工精度；本发明加工步骤清晰完整，易操作，与已有加工方法相比较具有 突出的发明效果，具体表现为通过本发明加工的燃压环套优化工艺方案、在粗车加工后对 环套进行去应力处理，以释放粗车加工中的应力，防止了精加工后的应力变形，保证了环 套精度要求。研制了专用的切割型孔夹具，加工后型孔轮廓度0.05mm以内，各型孔位置 度0.05mm以内，完全满足了设计精度要求。

附图说明

图1是燃压环套成品5的主视结构示意图，图2是图1中A-A向的剖面图，图3为 燃压环套切割夹具的主视结构示意图，图4为图3中B-B向的剖面图，图5为图3的左 视结构示意图，图6为底板1的主视结构示意图，图7为图6中C-C向的剖面图，图8 为转盘2的主视结构示意图，图9为图8中D-D向的剖面图，图10为图8的左视结构示 意图，图11为压板4的主视结构示意图，图12为图11的俯视结构示意图，图13为图 12的左视结构示意图，图14为定位销3的主视结构示意图，图15为图14的左视结构示 意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、 图11、图12、图13、图14和图15说明本实施方式，本实施方式中所述燃压环套的加工 方法中使用的燃压环套切割夹具包括底板1、转盘2、两个定位销3和四个压板4，所述 转盘2位于底板1与压板4之间，转盘2的顶面中心处加工有转盘沉孔2-1，转盘2的底 面中心处加工有外凸台2-2，所述转盘沉孔2-1和外凸台2-2同轴设置，所述转盘沉孔2-1 的孔径为140mm，所述外凸台2-2的外形为圆柱形，所述外凸台2-2的外径为165mm，所 述转盘2上加工有两个第一销孔2-3，两个第一销孔2-3的孔径为10mm，两个第一销孔 2-3关于转盘2中心对称设置，转盘2上还加工有四个第一螺纹孔2-4，四个第一螺纹孔 2-4以转盘2中心为圆心均布在同一圆周上，所述底板1为正方形板体，底板1板面的中 心上加工有与转盘2的外凸台2-2相配合的通孔1-1，通孔1-1的孔径为165mm，底板1 上设有三十个第二销孔1-2，三十个第二销孔1-2在同一圆周上，所述圆周与通孔1-1同 心设置，第二销孔1-2的孔径为10mm，所述定位销3依次穿过第一销孔2-3和第二销孔 1-2将转盘2可拆卸连接在底板1上，所述压板4可拆卸连接在转盘2上；

利用所述夹具实现所述燃压环套的加工方法的具体步骤如下：

步骤一、粗车坯料的内孔9、外圆周面和两平面：所述坯料为饼状的圆柱毛坯棒料， 两个平面均放量1mm，外圆周面放量1.5mm，然后在坯料的一个平面上加工有通孔9-1， 通孔9-1的内侧壁为圆弧凸面，圆弧凸面的半径为4mm，在坯料的另一个平面上加工有 第一沉孔9-2，第一沉孔9-2的底面上加工有第二沉孔9-3，第一沉孔9-2的底面上位于第 二沉孔9-3外侧加工有环形凹槽14，通孔9-1、第一沉孔9-2和第二沉孔9-3同轴设置， 所述通孔9-1、第一沉孔9-2和第二沉孔9-3构成为坯料的三个内孔，每个内孔9放量 1.5mm，加工坯料的三个内孔9、外圆周面及两平面后形成燃压环套半成品8，车床的切 削参数为：转速140r/min，进给量0.3mm/r，切削深度1.5mm；

步骤二、对燃压环套半成品8进行去应力处理：对燃压环套半成品8去应力处理的过 程是：首先将燃压环套半成品8放入加热炉中，加热至500℃～650℃，加热时间为2～3 小时，然后将加热炉调节到保温状态，使燃压环套半成品8保温时间2小时，之后，停止 加热将所述燃压环套半成品8随加热炉缓慢冷却至200℃～300℃，冷却时间为10～12小 时；

步骤三、精车燃压环套半成品8的内孔9、外圆周面和两平面，车床的切削参数为： 转速120r/min，进给量0.15mm/r，切削深度0.2mm，直到燃压环套半成品8的内孔9、外 圆周面和两平面满足设计要求；

步骤四、划径向孔和型孔的中心位置线：

首先，利用划针在燃压环套8的一平面上划出十字交叉的环套中心线，然后依据十字 交叉的环套中心线为准在燃压环套半成品8的外圆周面的同一圆周上均布划出30个径向 孔十字中心位置线；再依据十字交叉的环套中心线为准在燃压环套半成品8的环套中心线 所在的平面上划出30个型孔的十字中心位置线，然后在每个型孔中心钻孔径为2mm的 穿丝孔；

步骤五、钻削30个孔径为5mm的径向孔12：利用镗铣床钻削燃压环套半成品8的 径向上的30个径向孔12，每个径向孔的孔径为5mm；

步骤六、切割加工30个型孔13：利用上述的燃压环套切割夹具在燃压环套半成品8 的端面上进行30个型孔13的切割，共需切割加工30个型孔13，其具体过程如下：

首先将燃压环套半成品8安装在转盘2上，利用压板4夹紧压牢，将安装有燃压环套 半成品8的转盘2利用两个第一销孔2-3进行定位，选取燃压环套半成品8上水平位置的 一个型孔作为第一个型孔13-1进行切割，第一型孔13-1切割完毕后，将转盘顺时针旋转 12°，直至旋转到燃压环套半成品8上第二个型孔13-2的加工位置，利用转盘2上第一 销孔2-3定位在底板1上相应的第二销孔1-2内，切割第二个型孔13-2，以此类推，将燃 压环套半成品8上30个型孔13加工完毕后，即加工出燃压环套成品5。

本实施方式中的加热炉为台车式电炉，台车式电炉为已有设备，型号RT2-65-9，台车 式电炉的输出功率为65KW，加热的最高温度为950℃；所述定位销3的外表面上设置有 网纹，这样设置可加大摩擦力，便于安装、拆下定位销；本实施方式中涉及到的各个孔的 孔径的长度单位均为mm(毫米)。

具体实施方式二：结合图3、图4和图5说明本实施方式，本实施方式中所述燃压环 套切割夹具还包括四个支撑螺钉6，所述压板4上加工有第二螺纹孔4-1，第二螺纹孔4-1 的螺纹外径为12mm，所述支撑螺钉6穿过压板4上的第二螺纹孔4-1与压板4可拆卸连 接。支撑螺钉6的设置可达到更好的支撑效果，更有利于实现本发明的发明目的。其它方 法步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图3、图4和图5说明本实施方式，本实施方式中所述燃压环 套切割夹具还包括四个夹紧螺钉7，所述压板4上加工有腰孔4-2，所述夹紧螺钉7依次 穿过压板4上的腰孔4-2和转盘2的第一螺纹孔2-4将压板4与转盘2可拆卸连接。夹紧 螺钉7的设置是由于在具体加工过程中，可根据不同尺寸的工件来调节夹紧螺钉7的夹紧 力度，使夹紧效果更好，其操作灵活可调；所述腰孔4-2为R6.25腰孔，R6.25腰孔是指 腰孔两侧圆角半径为6.25mm。其它方法步骤与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、 图11、图12、图13、图14和图15说明本实施方式，本实施方式中通过所述燃压环套切 割夹具实现所述加工方法的具体步骤如下：

步骤一、粗车坯料的内孔9、外圆周面和两平面：所述坯料为饼状的圆柱毛坯棒料， 两个平面均放量1mm，外圆周面放量1.5mm，然后在坯料的一个平面上加工有通孔9-1， 通孔9-1的内侧壁为圆弧凸面，圆弧凸面的半径为4mm，在坯料的另一个平面上加工有 第一沉孔9-2，第一沉孔9-2的底面上加工有第二沉孔9-3，第一沉孔9-2的底面上位于第 二沉孔9-3外侧加工有环形凹槽14，通孔9-1、第一沉孔9-2和第二沉孔9-3同轴设置， 所述通孔9-1、第一沉孔9-2和第二沉孔9-3构成为坯料的三个内孔，每个内孔9放量 1.5mm，加工坯料的三个内孔9、外圆周面及两平面后形成燃压环套半成品8，车床的切 削参数为：转速140r/min，进给量0.3mm/r，切削深度1.5mm；

步骤二、对燃压环套半成品8进行去应力处理：对燃压环套半成品8去应力处理的过 程是：首先将燃压环套半成品8放入加热炉中，加热至600℃，加热时间2.5小时，然后 将加热炉调节到保温状态，使燃压环套半成品8保温时间2小时，最后，停止加热将所述 燃压环套半成品8随加热炉缓慢冷却至200℃，冷却11小时；

步骤三、精车燃压环套半成品8的内孔9、外圆周面和两平面，车床的切削参数为： 转速120r/min，进给量0.15mm/r，切削深度0.2mm，直到燃压环套半成品8的内孔9、外 圆周面和两平面满足设计要求；

步骤四、划径向孔和型孔的中心位置线：

首先，利用划针在燃压环套8的一平面上划出十字交叉的环套中心线，然后依据十字 交叉的环套中心线为准在燃压环套半成品8的外圆周面的同一圆周上均布划出30个径向 孔十字中心位置线；再依据十字交叉的环套中心线为准在燃压环套半成品8的环套中心线 所在的平面上划出30个型孔的十字中心位置线，然后在每个型孔中心钻孔径为2mm的 穿丝孔；

步骤五、钻削30个孔径为5mm的径向孔12：利用镗铣床钻削燃压环套半成品8的 径向上的30个径向孔12，每个径向孔的孔径为5mm；

步骤六、切割加工30个型孔13：利用上述的燃压环套切割夹具在燃压环套半成品8 的端面上进行30个型孔13的切割，共需切割加工30个型孔13，其具体过程如下：

首先将燃压环套半成品8安装在转盘2上，利用压板4夹紧压牢，将安装有燃压环套 半成品8的转盘2利用两个第一销孔2-3进行定位，选取燃压环套半成品8上水平位置的 一个型孔作为第一个型孔13-1进行切割，第一型孔13-1切割完毕后，将转盘顺时针旋转 12°，直至旋转到燃压环套半成品8上第二个型孔13-2的加工位置，利用转盘2上第一 销孔2-3定位在底板1上相应的第二销孔1-2内，切割第二个型孔13-2，以此类推，将燃 压环套半成品8上30个型孔13加工完毕后，即加工出燃压环套成品5。其它方法步骤与 具体实施方式一相同。