带有斜环型槽外筒的加工方法技术

本发明专利技术涉及带有斜环型槽外筒的加工方法，通过对材料的特性及加工性能分析，并根据加工设备、设施、环境状况等因素，制定合理的零件加工工艺。该加工工艺通过对设备、刀具及热处理等加工过程和环境安全等进行控制，利用车铣三轴粗铣削加工和五轴半精加工，待零件热处理后，再次采用数控车和数控磨通过一定的工艺策略并采取合理的装夹方式和严格的磨削参数，获得质量好的斜环型槽外筒。

Processing method of outer cylinder with inclined ring groove

The invention relates to the processing method of an outer cylinder with an inclined ring groove, and analyzes the characteristics of the material and the processing performance, and according to the processing equipment, facilities, environmental conditions and other factors, makes a reasonable processing technology of the parts. The machining process by controlling the equipment, tools and heat treatment processes and environmental safety, the use of three axis milling of rough milling and five axis semi finishing, to be heat treated parts after grinding through the process again and take a certain strategy and strict clamping method of grinding parameters reasonable using CNC lathe and NC, obtained the annular groove outside the cylinder is inclined with good quality.

【技术实现步骤摘要】
带有斜环型槽外筒的加工方法
本专利技术涉及一种起落架外筒的加工方法，尤其涉及一种用于带有薄壁型斜环型槽外筒的加工方法，属于机械加工领域。
技术介绍
随着我国航空工业的大力发展，对飞机的设计性能要求越来越高，随之机械加工技术要求也要与之同步进行创新，提供更可靠、更高效的加工方法。以带有斜环型槽的起落架外筒零件为例，一般地，该外筒包括本体1，本体1上设有与本体1中心轴线不垂直的斜环型槽2，本体上靠近斜环型槽2的一端设有向本体外侧延伸的斜耳片，该斜耳片上设有斜耳片孔3，本体的另一端设有与斜耳片垂直的扭力臂耳片，扭力臂耳片上设有扭力臂孔4，其中，斜耳片孔中心与斜环型槽中心轴线在同一直线上。该零件外型尺寸较大，斜环型槽部位周边壁厚最小处仅为3.7mm，属典型的薄壁腔型零件，零件结构刚性差，易变形，是该飞机起落架主要承力构件之一，实现起落架收放作用，为高精度配合部位，尺寸及位置公差要求很严，该零件为关键件，材料为30CrMnSiNi2A超高强度钢，因工艺设计难度的增加，对该零件的难点之一就是解决薄壁型斜环型槽部位的加工，为该类结构件的加工提供了典范，可广泛应用于航空航天等机械加工行业，具有较强的社会和经济效益。用于制造外筒的外筒粗坯一般为模锻件。对于该类零件斜轴颈部位的加工工艺的研究，属于首次加工，无任何借签经验：第一、采用卧式加工中心加工零件，主轴悬伸必须大于800mm，机床附件无法满足要求，且不稳定；第二、采用车床、磨床加工零件，因该零件的外型结构，无法指定找正基准，尺寸及粗糙度均无法保证。因此必须采用新工艺、新方法，突破以往加工方法。本专利技术首先采用三轴笛卡尔坐标（X轴、Y轴、Z轴）及五轴（X轴、Y轴、Z轴、C轴、B轴）编制数控三轴程序及五轴程序，再利用车铣加工中心完成零件的粗加工及半精加工；再之待零件经过热处理后，利用数控车及数控磨机床对零件采取合理的装夹方式和控制严格的磨削参数等，制定合理的工艺流程，保证了产品的质量及其各项设计要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是：提供一种用于带有薄壁斜环型槽外筒的机械加工方法，以解决薄壁斜环型槽零件机械加工过程中所出现的安全和质量问题，并能够提高其加工效率。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：带有斜环型槽外筒的加工方法，由外筒粗坯加工而成，所述外筒粗坯包括本体，本体的一端设有斜耳片粗坯，本体的另一端设有扭力耳片粗坯，包括如下步骤：S1、取外筒粗坯，进行划线确认，确保外筒粗坯无缺陷后，在外筒粗坯本体的两端分别加工出装夹孔；再在本体上加工出沿本体长度方向依次排列的第一外圆、第二外圆和第三外圆；S2、以步骤S1中第一外圆、第二外圆和第三外圆为基准，在外筒粗坯本体上扭力臂耳片所在一端加工出内孔；S3、采用三轴笛卡尔坐标和五轴坐标分别编制数控三轴粗铣削程序和数控五轴半精加工程序，再利用车铣加工中心对外筒粗坯进行外形粗铣，加工出斜耳片、斜环型槽和扭力臂耳片并使它们满足外形尺寸要求，再进行半精加工，使得斜耳片孔的中心与斜环型槽的中心轴线在同一直线上；其中，留2-2.5mm余量；S4、对外筒粗坯依次进行淬火、回火处理，获得抗拉强度为1570-1770MPa的外筒半精粗坯；S5、在外筒半精粗坯上加工出沿本体长度方向第四外圆和第五外圆，作为后续加工基准；S6、在内孔的孔口镗削内螺纹；对扭力臂孔和外筒半精粗坯靠近扭力臂耳片的端面进行数控铣精加工；S7、将外筒半精粗坯和夹具组装在一起，使得外筒半精粗坯右端面与夹具的零件安装面紧密贴合，再通过扭力臂孔将外筒粗坯固定于夹具上；S8、找正步骤S5中第四外圆和第五外圆，保证跳动量≤0.05，复查斜环型槽的角度，在斜耳片左端加工出顶尖孔，在夹具夹头右端加工出外圆；其中，所述顶尖孔的中心轴线与斜环型槽的中心轴线重合；S9、进行数控车精加工：用机床四爪卡爪夹紧夹具夹头右端外圆，用尾座顶尖顶入外筒半精粗坯左端的顶尖孔，找正夹具夹头处加工面，保证跳动量≤0.05；复查斜耳片孔中心到斜环型槽中心的距离，精加工斜环型槽部位尺寸，为后续数控磨最终加工做好准备；S10、进行数控磨精加工：将外筒半精粗坯连同夹具一起从步骤S9中数控车机床上拆出，并一起安装到数控磨机床上，保证斜环型槽中心轴线位于水平面上；找正夹具夹头处加工面，保证跳动量≤0.05；同时复查斜环型槽面跳动量≤0.05，再复查斜耳片孔中心到斜环型槽中心的距离，最后选用砂轮进行磨削加工，使得斜环型槽部位满足加工尺寸要求。步骤S1中第一外圆、第二外圆和第三外圆通过车工切削获得，切削参数为：转速n=30-40r/min，进给量F=20-30mm/min，切削深度为0.8-1.2mm。斜环型槽中心轴线与外筒中心轴线的夹角为12.37°。步骤S3中，粗铣加工时选用φ32-φ63的转位刀，切削参数为：n=800-1200r/min，F=500-800mm/min，切削深度为1.5mm；半精加工时选用φ20-φ10合金刀，切削参数为：n=1500r/min，F=800mm/min，切削深度为0.5mm。步骤S4中，先将外筒粗坯在奥氏体化温度保温120-130分钟后，然后油冷至室温，再在255-295℃条件下回火处理180分钟。优选地，该奥氏体化温度为900℃。步骤S9中切削参数为：转速25-30r/min、进给量0.05-0.15mm/r、切削深度0.15-0.25mm。优选地，步骤S9中数控车加工后余量为0.5mm。步骤S10中，选用白刚玉砂轮进行磨削，切削参数为：砂轮转速315-730r/min，工件转速14-88r/min；砂轮横向进给粗加工为0.025mm/行程，精加工为0.005-0.01mm/行程；轴向进给量3-6mm/r。步骤S10后还包括对带有斜环型槽外筒进行数控铣精加工和表面处理的步骤。本专利技术是针对薄壁斜环型槽外筒进行加工的一种方法，通过对材料的特性及加工性能分析，并根据加工设备、设施、环境状况等因素，制定合理的零件加工工艺。该加工工艺通过对设备、刀具及热处理等加工过程和环境安全等进行控制，利用车铣三轴粗铣削加工和五轴半精加工，待零件热处理后，再次采用数控车和数控磨通过一定的工艺策略并采取合理的装夹方式和严格的磨削参数，确保产品质量，实现该产品的加工。附图说明图1是外筒粗坯结构示意图。图2是外筒成品结构示意图。图3是本专利技术第一种实施方式中经步骤S1加工后的外筒粗坯结构示意图。图4是本专利技术第一种实施方式中经步骤S2加工后的外筒粗坯半剖结构示意图。图5是本专利技术第一种实施方式中经步骤S3加工后的外筒粗坯结构示意图。图6是本专利技术第一种实施方式中经步骤S5加工后的外筒半精粗坯结构示意图。图7是本专利技术第一种实施方式中经步骤S6加工后的外筒半精粗坯结构示意图。图8是本专利技术第一种实施方式中外筒半精粗坯与夹具组装在一起后的状态示意图。图9是本专利技术第一种实施方式中经步骤S8加工后的外筒半精粗坯结构示意图。图10是图9中Ⅰ部分的放大图。图11是本专利技术第一种实施方式中步骤S9和S10中外筒半精粗坯和夹具在相应机床上的状态示意图。图12是本专利技术第一种实施方式中外筒半精粗坯与夹具组装在一起后夹具部分的剖视图。在图中，1-本体，2-斜环型槽，3-斜耳片孔，4-扭力臂孔，5-内孔，6-卡爪，7-孔定向耳片本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有斜环型槽外筒的加工方法，由外筒粗坯加工而成，所述外筒粗坯包括本体（1），本体（1）的一端设有斜耳片粗坯，本体（1）的另一端设有扭力耳片粗坯，其特征在于，包括如下步骤：S1、取外筒粗坯，进行划线确认，确保外筒粗坯无缺陷后，在外筒粗坯本体的两端分别加工出装夹孔；再在本体上加工出沿本体长度方向依次排列的第一外圆（A）、第二外圆（B）和第三外圆（C）；S2、以步骤S1中第一外圆（A）、第二外圆（B）和第三外圆（C）为基准，在外筒粗坯本体上扭力臂耳片所在一端加工出内孔（5）；S3、采用三轴笛卡尔坐标和五轴坐标分别编制数控三轴粗铣削程序和数控五轴半精加工程序，再利用车铣加工中心对外筒粗坯进行外形粗铣，加工出斜耳片、斜环型槽（2）和扭力臂耳片并使它们满足外形尺寸要求，再进行半精加工，使得斜耳片孔（3）的中心与斜环型槽（2）的中心轴线在同一直线上；其中，留2‑2.5mm余量；S4、对外筒粗坯依次进行淬火、回火处理，获得抗拉强度为1570‑1770MPa的外筒半精粗坯；S5、在外筒半精粗坯上加工出沿本体长度方向第四外圆（D）和第五外圆（E），作为后续加工基准；S6、在内孔（5）的孔口镗削内螺纹；对扭力臂孔（4）和外筒半精粗坯靠近扭力臂耳片的端面进行数控铣精加工；S7、将外筒半精粗坯和夹具组装在一起，使得外筒半精粗坯右端面与夹具的零件安装面紧密贴合，再通过扭力臂孔（4）将外筒粗坯固定于夹具上；S8、找正步骤S5中第四外圆（D）和第五外圆（E），保证跳动量≤0.05，复查斜环型槽的角度，在斜耳片左端加工出顶尖孔，在夹具夹头右端加工出外圆；其中，所述顶尖孔的中心轴线与斜环型槽的中心轴线重合；S9、进行数控车精加工：用机床四爪卡爪夹紧夹具夹头右端外圆，用尾座顶尖顶入外筒半精粗坯左端的顶尖孔，找正夹具夹头处加工面，保证跳动量≤0.05；复查斜耳片孔中心到斜环型槽中心的距离，精加工斜环型槽部位尺寸，为后续数控磨最终加工做好准备；S10、进行数控磨精加工：将外筒半精粗坯连同夹具一起从步骤S9中数控车机床上拆出，并一起安装到数控磨机床上，保证斜环型槽中心轴线位于水平面上；找正夹具夹头处加工面，保证跳动量≤0.05；同时复查斜环型槽面跳动量≤0.05，再复查斜耳片孔中心到斜环型槽中心的距离，最后选用砂轮进行磨削加工，使得斜环型槽部位满足加工尺寸要求。...

【技术特征摘要】
1.带有斜环型槽外筒的加工方法，由外筒粗坯加工而成，所述外筒粗坯包括本体（1），本体（1）的一端设有斜耳片粗坯，本体（1）的另一端设有扭力耳片粗坯，其特征在于，包括如下步骤：S1、取外筒粗坯，进行划线确认，确保外筒粗坯无缺陷后，在外筒粗坯本体的两端分别加工出装夹孔；再在本体上加工出沿本体长度方向依次排列的第一外圆（A）、第二外圆（B）和第三外圆（C）；S2、以步骤S1中第一外圆（A）、第二外圆（B）和第三外圆（C）为基准，在外筒粗坯本体上扭力臂耳片所在一端加工出内孔（5）；S3、采用三轴笛卡尔坐标和五轴坐标分别编制数控三轴粗铣削程序和数控五轴半精加工程序，再利用车铣加工中心对外筒粗坯进行外形粗铣，加工出斜耳片、斜环型槽（2）和扭力臂耳片并使它们满足外形尺寸要求，再进行半精加工，使得斜耳片孔（3）的中心与斜环型槽（2）的中心轴线在同一直线上；其中，留2-2.5mm余量；S4、对外筒粗坯依次进行淬火、回火处理，获得抗拉强度为1570-1770MPa的外筒半精粗坯；S5、在外筒半精粗坯上加工出沿本体长度方向第四外圆（D）和第五外圆（E），作为后续加工基准；S6、在内孔（5）的孔口镗削内螺纹；对扭力臂孔（4）和外筒半精粗坯靠近扭力臂耳片的端面进行数控铣精加工；S7、将外筒半精粗坯和夹具组装在一起，使得外筒半精粗坯右端面与夹具的零件安装面紧密贴合，再通过扭力臂孔（4）将外筒粗坯固定于夹具上；S8、找正步骤S5中第四外圆（D）和第五外圆（E），保证跳动量≤0.05，复查斜环型槽的角度，在斜耳片左端加工出顶尖孔，在夹具夹头右端加工出外圆；其中，所述顶尖孔的中心轴线与斜环型槽的中心轴线重合；S9、进行数控车精加工：用机床四爪卡爪夹紧夹具夹头右端外圆，用尾座顶尖顶入外筒半精粗坯左端的顶尖孔，找正夹具夹头处加工面，保证跳动量≤0.05；复查斜耳片孔中心到斜环型槽中心的距离，精加工斜环型槽部位尺寸，为后续数控磨最终加工做好准备；S10、进行数控磨精加工：将外筒半精粗坯连同夹具一起从步骤S9中数控车机床上拆出，并一起安装到...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓云，张志刚，刘新文，张弘弢，李志栋，黄华鹏，黄国华，张帆，淡平，
申请(专利权)人：中航飞机起落架有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43