空心轴加工方法技术

本发明专利技术公开了一种空心轴加工方法，用于将棒料加工成空心轴，空心轴的外圆上设有环形台阶，空心轴内具有中心通孔，空心轴的外圆上还设有多个垂直贯通的销孔，空心轴加工方法包括以下步骤：机加工棒料以使其成型为带有台阶及中心通孔的半成品；稳定处理半成品以释放机加应力；半精加工稳定处理后的半成品；采用空心轴钻孔用钻模固定装夹钻孔加工半精加工后的半成品，以使其成型为带有台阶、中心通孔及多个小孔的半精成品；氮化处理半精成品；精加工氮化处理后的半精成品以使其成型为空心轴。本发明专利技术的空心轴加工方法加工空心轴时加工成本低、合格率高、加工周期短。

Hollow shaft machining method

The invention discloses a hollow shaft machining method for bar machining into hollow shaft, the outer circle of the hollow shaft is provided with an annular step, hollow shaft has a center through hole, the outer circle of the hollow shaft is also provided with a plurality of pin hole vertical through the hollow shaft processing method, which comprises the following steps: finished machining bar to make the forming step and with the center hole; stable processing semi-finished products in order to release the machining stress; semi-finished products processing semi-finished after stabilization treatment; the hollow shaft drilling with drill mould fixing clamping semi finished drilling after semi finish machining, which is formed with the steps, the center hole and a plurality of holes in the semi finishing finished products; nitriding semi-finished products; finishing after nitriding semi finish products to shaping it into the hollow shaft. The hollow shaft processing method of the invention has low processing cost, high passing rate and short processing period when processing hollow shafts.

【技术实现步骤摘要】
空心轴加工方法
本专利技术涉及空心轴加工领域，特别地，涉及一种空心轴加工方法。
技术介绍
航空发动机设计制造过程中，常需要加工如附图图1所示的薄壁空心轴。现有加工该空心轴的工艺方案依次为：领棒料——调质——粗车——深孔加工——半精加工——电加工小孔——氮化——加工基准——精磨——磁粉无损检测——检验入库。现有的加工方案存在以下缺点：1)零件加工成本高：深孔加工采用数控深孔钻，该设备昂贵，所用刀具为高压内冷钻头，钻头价格昂贵；小孔加工采用精密数控电火花设备加工，该设备昂贵；电火花加工后，小孔表面形成重融层，为检测重融层是否超过一定的深度，需要每批剖切几件以检查重融层深度。2)零件加工合格率低：氮化前零件半精加工，其整体状态较好，氮化后，受氮化变形影响，零件产生弯曲变形使总长上直线度达0.2，导致整体合格率只有67％左右；而且为减少零件的变形量，专门制作专用固定夹具装夹零件，但零件的变形改善并不明显；电火花加工后，小孔重融层的去除是采用心棒进行研磨的，由于小孔公差小，且对称度要求严，研磨去除重融层并不一定能去除干净，故存在质量隐患。3)零件加工周期长：电火花加工效率低，而且为达到对称度要求，每个零件加工前要用电极反复找正，增加了加工时间；剖切零件做重融层深度检查也需要机床等待时间；为修复零件的弯曲变形，经常需要重新加热校形；由于零件加工变形等影响，零件加工后质量较低，需要钳工进行返修校正。
技术实现思路
本专利技术提供了一种空心轴加工方法，以解决现有的加工方法加工空心轴时存在的零件加工成本高、零件加工合格率低及零件加工周期长的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种空心轴加工方法，用于将棒料加工成空心轴，空心轴的外圆上设有环形台阶，空心轴内具有中心通孔，空心轴的外圆上还设有多个垂直贯通的销孔，空心轴加工方法包括以下步骤：机加工棒料以使其成型为带有台阶及中心通孔的半成品；稳定处理半成品以释放机加应力；半精加工稳定处理后的半成品；采用空心轴钻孔用钻模固定装夹钻孔加工半精加工后的半成品，以使其成型为带有台阶、中心通孔及多个小孔的半精成品；氮化处理半精成品；精加工氮化处理后的半精成品以使其成型为空心轴。进一步地，机加工棒料以使其成型为带有台阶及中心通孔的半成品具体包括步骤：粗车棒料的外圆及两端；粗磨经粗车后的棒料的外圆；在经过粗磨后的棒料上钻孔加工出中心通孔；在经过钻孔加工后的棒料上车出台阶以使棒料成型为半成品。进一步地，在经过粗磨后的棒料上钻孔加工出中心通孔具体包括步骤：使用长钻头在粗磨后的棒料上钻出沿棒料的轴线延伸的通孔；使用扩孔钻扩孔通孔；使用铰刀扩铰经扩孔后的通孔以使通孔成型为中心通孔。进一步地，使用磨床对稳定处理后的半成品进行半精加工。进一步地，钻孔加工半精加工后的半成品以使其成型为半精成品具体包括步骤：使用钻头在半精加工后的半成品的外圆上钻出多个垂直贯通本成品的细孔；使用铰刀扩铰细孔以使其成型为小孔。进一步地，精加工氮化处理后的半精成品以使其成型为空心轴具体包括步骤：修半精成品两端的顶尖孔，以使半精成品的外圆对顶尖孔的跳动满足设计要求；精磨半精成品；去毛刺；精加工多个小孔以使其成型为销孔。进一步地，空心轴钻孔用钻模包括：用于与钻孔加工设备相连的定位底座，定位底座上设有内凹的用于容置半成品并对其进行定位的定位凹槽，定位凹槽沿半成品的长度方向延伸；定位底座连接有用于与装设于定位凹槽中的半成品的两端抵顶以对半成品沿其轴向进行定位的轴向定位构件、用于将装设于定位凹槽中的半成品压紧于定位凹槽内的压紧构件；定位底座还连接有钻模板，钻模板位于定位底座的上方，钻模板上加工有多个用于对半成品上待加工出的多个小孔的位置进行定位的钻模孔。进一步地，定位底座包括用于与钻孔加工设备相连的安装座、固定连接于安装座上的定位块；轴向定位构件、压紧构件及钻模板均连接于安装座上；定位块沿半成品的长度方向延伸，且定位块的上表面加工有内凹的定位凹槽，定位凹槽沿定位块的长度方向延伸，且定位凹槽的截面呈“V”型。进一步地，轴向定位构件包括设置于定位凹槽的一端以与装设于定位凹槽内的半成品的一端抵顶的支靠块、设置于定位凹槽的另一端且与定位底座固定连接的安装板、螺纹连接于安装板上的调节螺钉、连接于调节螺钉头部的操作手柄、连接于调节螺钉尾部以用于抵顶半成品的另一端的抵顶块。进一步地，压紧构件包括竖直设置于定位底座上的安装支柱和支承柱，安装支柱上滑动装设有用于压紧半成品的压板，支承柱的顶端抵顶压板的下表面，压板与定位底座之间装设有用于支承压板的弹簧件，安装支柱的顶端设有用于锁紧压板的锁头。本专利技术具有以下有益效果：1)零件加工成本低：中心通孔102加工采用普通机加设备机加工，且加工所用刀具为普通刀具，相比现有技术中采用数控深孔钻加工，其加工成本低很多；小孔801加工采用钻床钻孔加工，也属于机械加工范畴，加工成本低，且加工后不需要每批剖切零件进行重融层深度检测，可进一步降低加工成本；2)零件合格率提高：相比现有的加工方法，本专利技术中，对机加后成型的半成品20进行稳定处理，以及时释放机加应力，大大减少氮化处理过程中零件的变形，氮化处理后零件的弯曲变形量一般小于0.1，而且氮化处理过程中不需要专用夹具，仅采用将零件吊挂方式进炉氮化处理即可；小孔加工采用钻床加工，属于机械加工范畴，不存在电加工的缺陷和隐患；3)零件加工周期短：电火花加工小孔改进为钻床加工，可大大提高加工效率；减少了剖切零件做重融层深度检查时机床等待时间，使得生产更加流畅；氮化处理后不需要重新加热零件校形；虽然增加了稳定处理工序，但减少了零件的氮化变形，减少了返修零件的时间和人工成本。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是空心轴的剖视结构示意图；图2是半成品的剖视结构示意图；图3是半精成品的剖视结构示意图；图4是本专利技术优选实施例的空心轴钻孔用钻模的俯视结构示意图；图5是图4中空心轴钻孔用钻模的剖视主视结构示意图；图6是图4中空心轴钻孔用钻模的剖视左视结构示意图。图例说明10、空心轴；101、环形台阶；102、中心通孔；103、销孔；20、半成品；30、定位底座；301、定位凹槽；31、安装座；32、定位块；303、排屑孔；40、轴向定位构件；41、支靠块；42、安装板；43、调节螺钉；44、操作手柄；45、抵顶块；50、压紧构件；51、安装支柱；52、支承柱；53、压板；54、弹簧件；55、锁头；60、钻模板；601、钻模孔；80、半精成品；801、小孔；90、钻套。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参照图1至图3，本专利技术的优选实施例提供了一种空心轴加工方法，用于将棒料加工成空心轴10，空心轴10的外圆上设有环形台阶101，空心轴10内具有中心通孔102，空心轴10的外圆上还设有多个垂直贯通的销孔103，空心轴加工方法包括以下步骤：机加工棒料以使其成型为带有台阶及中心通孔102的半成品20；稳定处理半成品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心轴加工方法，其特征在于，用于将棒料加工成空心轴(10)，所述空心轴(10)的外圆上设有环形台阶(101)，所述空心轴(10)内具有中心通孔(102)，所述空心轴(10)的外圆上还设有多个垂直贯通的销孔(103)，所述空心轴加工方法包括以下步骤：机加工所述棒料以使其成型为带有台阶及所述中心通孔(102)的半成品(20)；稳定处理所述半成品(20)以释放机加应力；半精加工稳定处理后的所述半成品(20)；采用空心轴钻孔用钻模固定装夹钻孔加工半精加工后的所述半成品(20)，以使其成型为带有台阶、所述中心通孔(102)及多个小孔(801)的半精成品(80)；氮化处理所述半精成品(80)；精加工氮化处理后的所述半精成品(80)以使其成型为所述空心轴(10)。

【技术特征摘要】
1.一种空心轴加工方法，其特征在于，用于将棒料加工成空心轴(10)，所述空心轴(10)的外圆上设有环形台阶(101)，所述空心轴(10)内具有中心通孔(102)，所述空心轴(10)的外圆上还设有多个垂直贯通的销孔(103)，所述空心轴加工方法包括以下步骤：机加工所述棒料以使其成型为带有台阶及所述中心通孔(102)的半成品(20)；稳定处理所述半成品(20)以释放机加应力；半精加工稳定处理后的所述半成品(20)；采用空心轴钻孔用钻模固定装夹钻孔加工半精加工后的所述半成品(20)，以使其成型为带有台阶、所述中心通孔(102)及多个小孔(801)的半精成品(80)；氮化处理所述半精成品(80)；精加工氮化处理后的所述半精成品(80)以使其成型为所述空心轴(10)。2.根据权利要求1所述的空心轴加工方法，其特征在于，机加工所述棒料以使其成型为带有台阶及所述中心通孔(102)的半成品(20)具体包括步骤：粗车所述棒料的外圆及两端；粗磨经粗车后的所述棒料的外圆；在经过粗磨后的所述棒料上钻孔加工出所述中心通孔(102)；在经过钻孔加工后的所述棒料上车出所述台阶以使所述棒料成型为所述半成品(20)。3.根据权利要求2所述的空心轴加工方法，其特征在于，在经过粗磨后的所述棒料上钻孔加工出所述中心通孔(102)具体包括步骤：使用长钻头在粗磨后的所述棒料上钻出沿所述棒料的轴线延伸的通孔；使用扩孔钻扩孔所述通孔；使用铰刀扩铰经扩孔后的所述通孔以使所述通孔成型为所述中心通孔(102)。4.根据权利要求1所述的空心轴加工方法，其特征在于，使用磨床对稳定处理后的所述半成品(20)进行半精加工。5.根据权利要求1所述的空心轴加工方法，其特征在于，钻孔加工半精加工后的所述半成品(20)以使其成型为所述半精成品(80)具体包括步骤：使用钻头在半精加工后的所述半成品(20)的外圆上钻出多个垂直贯通所述本成品的细孔；使用铰刀扩铰所述细孔以使其成型为所述小孔(801)。6.根据权利要求1所述的空心轴加工方法，其特征在于，精加工氮化处理后的所述半精成品(80)以使其成型为所述空心轴(10)具体包括步骤：修所述半精成品(80)两端的顶尖孔，以使所述半精成品(80)的外圆对所述顶尖孔的跳动满足设计要求；精磨所述半精成品(80)；去毛刺；精加工多个所述小孔(801)以使其成型为所述销孔(103)。7.根据权利要求1所述的空心轴加工方法，所述空心轴钻孔用钻模包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王熔，张文桔，邢立军，李源涛，周辉，
申请(专利权)人：中航动力株洲航空零部件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43