一種燃?xì)廨啓C(jī)旋流器內(nèi)錐面槽的加工方法

余毅淵YU Yi-yuan；陸斌LU Bin

（無錫潤(rùn)和葉片制造有限公司，無錫 214000）

0 引言

本文涉及一種普通機(jī)床加工燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜部件的加工。尤其是燃?xì)廨啓C(jī)的旋流器內(nèi)錐面上槽的線切割加工方法與工裝裝置。

燃?xì)廨啓C(jī)旋流器[2][3]具有一個(gè)喇叭口的外形，喇叭口的口徑小，需要在內(nèi)錐面（孔）上加工若干圓弧槽，燃?xì)廨啓C(jī)部件旋流器內(nèi)孔的圓弧槽屬較難加工部位，并非普通機(jī)床能夠加工完成，原方案是通過五軸數(shù)控機(jī)床加工，加工時(shí)間較長(zhǎng)，加工成本較高，效率低，且存在裝夾困難的情況，不適于批量化生產(chǎn)加工，因?yàn)橹荒苁褂眉?xì)的刀桿和刀具。

CN2018105294283[1]給出的一種輪槽體加工工藝，其加工步驟為：第一步：備料，準(zhǔn)備方形結(jié)構(gòu)的45鋼，外形放單邊0.2mm余量；第二步：調(diào)質(zhì)處理；第三步：快走絲，將方形結(jié)構(gòu)的割成梯形結(jié)構(gòu)，粗割角度以及臺(tái)階放單邊0.2mm余量，輪槽部位粗割放1mm余量；第四步：將其放置在銑床上，進(jìn)行鉆穿絲孔、鉆螺紋孔；第五步：攻絲，對(duì)螺紋孔進(jìn)行攻絲；第六步：平面磨，對(duì)外形、臺(tái)階和厚度均按照?qǐng)D紙精磨到位；第七步：慢走絲，在輪槽部位的地方，通過慢走絲切割出一推塊，校直基準(zhǔn)平面精修輪槽部位；同時(shí)，通過慢走絲在輪槽體的頂部加工傾斜孔；第八步：加工斜面，斜面與水平面之間的夾角為45°；質(zhì)檢完工。加工簡(jiǎn)便，加工面光滑，滿足技術(shù)要求。但其裝夾不易，工藝步驟繁瑣，故效率不高，精度也不能達(dá)到較高的要求。

1 本文技術(shù)方案

本文提出的燃?xì)廨啓C(jī)旋流器內(nèi)錐面上槽的加工方法，基于如下工裝裝置，包括一個(gè)底座1，底座的中央設(shè)有孔，底座1上平面同時(shí)設(shè)置了傾斜角，傾斜角度等于旋流器喇叭口的內(nèi)錐面與軸線的角度，所述底座1上安裝一等高塊2，等高塊的高度等于旋流器的高度，所述等高塊2固定在底座1上；還包括定位板3，定位板3通過銷軸4固定在等高塊2上表面，并將旋流器夾持固定在定位板下表面與底座之間；旋流器的孔徑與中央設(shè)有孔相通并用于穿過鉬絲，旋流器喇叭口內(nèi)錐面的工作窗口即線切割的工作面為底座1上平面的最高點(diǎn)，底座的下平面與線切割機(jī)床的工作臺(tái)固定；鉬絲在旋流器喇叭口的內(nèi)錐面開槽的形狀是鉬絲開始工作時(shí)由控制線切割機(jī)床的工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)來決定。

底座1中央孔與底座1兩側(cè)面中心對(duì)稱，便于底座在要機(jī)床平臺(tái)上定位和定中，機(jī)床平臺(tái)的工作軌跡易編程，通過采用上述技術(shù)方案，底座1兩側(cè)面能用于分中找正；底座1下表面設(shè)有中心圓孔（即凹臺(tái)階），內(nèi)孔在凹臺(tái)階內(nèi)，凹臺(tái)階內(nèi)安裝燃?xì)廨啓C(jī)旋流器部件的底平面，旋流器部件的底平面與底座1內(nèi)孔臺(tái)階存在很小間隙的配合關(guān)系；等高塊2與底座1通過焊接方式連接，燃?xì)廨啓C(jī)旋流器部件裝入底座1中心圓孔內(nèi)，定位板3通過銷軸4固定于等高塊2上平面，定位板3上設(shè)有菱形銷的穿孔，菱形銷5所在的穿孔與需要加工的內(nèi)孔圓弧槽有40%或更多的相對(duì)位置要求，定位板4通過菱形銷5，將燃?xì)廨啓C(jī)部件與底座1固定，通過采用上述技術(shù)方案，確定燃?xì)廨啓C(jī)部件內(nèi)孔圓弧槽加工位置固定與精準(zhǔn)。（附圖1）。

圖1 本文的燃?xì)廨啓C(jī)部件三維圖和俯視圖

當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)旋流器部件內(nèi)孔圓弧槽與垂直方向呈6±4°角度，則底座的中央設(shè)有孔，底座1上平面同時(shí)設(shè)置了傾斜角6±4°，將燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)孔要加工的錐面內(nèi)弧的圓弧槽與線切割機(jī)鉬絲位于同一豎直直線方向；（附圖2），尤其是采用慢走絲的線切割機(jī)床的精度更高。

圖2 本文的燃?xì)廨啓C(jī)部件主視圖和剖視圖

燃?xì)廨啓C(jī)旋流器部件內(nèi)孔要加工的錐面內(nèi)弧的槽加工完成后，松開旋流器固定件，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度使工件待加工槽的位置與線切割的工作面為底座1上平面的最高點(diǎn)平行，且與加工鉬絲平行進(jìn)行下一個(gè)加工槽的加工。

燃?xì)廨啓C(jī)旋流器部件通過菱形銷5固定在定位板及底座1上。

基于上述方法的工裝裝置，包括一個(gè)底座1，底座的中央設(shè)有孔，底座1上平面設(shè)置傾斜角的平面，傾斜角度等于旋流器喇叭口的內(nèi)錐面與軸線的角度，所述底座1上安裝一等高塊2，等高塊的高度等于旋流器的高度，所述等高塊2固定在底座1上；還包括定位板3，定位板3通過銷軸4固定在等高塊2上表面，并將旋流器夾持固定在定位板下表面與底座之間；旋流器的孔徑與中央設(shè)有孔相通并用于穿過鉬絲，底座的下平面與線切割機(jī)床的工作臺(tái)固定。

燃?xì)廨啓C(jī)部件一端設(shè)有一銷孔，銷孔與所要加工的內(nèi)孔圓弧槽存在相對(duì)角度關(guān)系，通過菱形銷5插入銷孔，將燃?xì)廨啓C(jī)部件固定在底座1上；燃?xì)廨啓C(jī)部件內(nèi)孔內(nèi)緣的圓弧槽屬較難加工部位，并非普通機(jī)床能夠加工完成，原加工方案是通過五軸數(shù)控機(jī)床加工，加工時(shí)間較長(zhǎng)，加工成本較高，且存在裝夾困難的情況。使用此裝置后，燃?xì)廨啓C(jī)部件的內(nèi)孔圓弧槽可用普通線切割機(jī)床加工，且此夾具制造成本較低，操作簡(jiǎn)易，并適用于燃?xì)廨啓C(jī)部件批量化加工，大大節(jié)約了加工周期與加工成本?，F(xiàn)有技術(shù)方案需通過線切割的鉬絲在工件表面對(duì)刀進(jìn)行找X軸、Y軸基準(zhǔn)中心，當(dāng)鉬絲觸碰工件時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，對(duì)工件造成多處不可逆的傷痕，本文解決了線切割分中的問題，在工裝基準(zhǔn)側(cè)面即底座的側(cè)面對(duì)刀即可找正部件中心?？梢詫⒌鬃木茸龈摺?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比本文具有以下有益效果：本文提供一種普通線切割機(jī)床加工復(fù)雜旋流器部件，并提供專用的工裝夾具，并能通過加工成本較低的線切割機(jī)設(shè)備，加工燃?xì)廨啓C(jī)部件內(nèi)孔的圓弧槽（轉(zhuǎn)動(dòng)旋流器件至一個(gè)精確的角度使加工槽的面與鉬絲在一條直線上可以方便加工若干個(gè)圓弧槽或其它形狀的槽），精度達(dá)到10微米或更高，并適用于燃?xì)廨啓C(jī)部件批量化加工，大大節(jié)約了加工周期及加工成本。

燃?xì)廨啓C(jī)部件旋流器是一個(gè)重要的部件，之前的加工采用五軸，效率不高，本文適用于燃?xì)廨啓C(jī)部件批量化加工且具有高的效率，能大大節(jié)約了加工周期及加工成本。尤其是本文具有極高的加工精度，不但慢走絲線切割的精度高，可以達(dá)到10微米以內(nèi)的精度，而且喇叭口的內(nèi)錐面的傾斜角能夠保證極高的精度，如整個(gè)喇叭口的內(nèi)錐面角為實(shí)際上可為5-30°（本文實(shí)施例是6°、錐面角為與軸線的夾角的一倍12°）時(shí)均能保證較高的公差，可以是正負(fù)0.05度甚至更高。

加工燃?xì)廨啓C(jī)部件內(nèi)孔的圓弧槽（轉(zhuǎn)動(dòng)旋流器工件至一個(gè)精確的角度使加工槽的面與鉬絲在一條直線上可以方便加工若干個(gè)圓弧槽或其它形狀的槽），精度達(dá)到10微米之內(nèi)或更高，并適用于燃?xì)廨啓C(jī)部件批量化加工，大大節(jié)約了加工周期及加工成本。

2 本文提出燃?xì)廨啓C(jī)旋流器內(nèi)錐面槽的具體的加工方法

①一種燃?xì)廨啓C(jī)旋流器內(nèi)錐面上槽的加工方法，基于如下工裝裝置，包括一個(gè)底座，底座的中央設(shè)有孔，底座上平面同時(shí)設(shè)置了傾斜角，傾斜角度等于旋流器喇叭口的內(nèi)錐面與軸線的角度，所述底座上安裝一等高塊，等高塊的高度等于旋流器的高度，所述等高塊固定在底座上；還包括定位板，定位板通過銷軸固定在等高塊上表面，并將旋流器夾持固定在定位板下表面與底座之間；旋流器的孔徑與中央設(shè)有孔相通并用于穿過鉬絲，燃?xì)廨啓C(jī)部件旋流器喇叭口內(nèi)錐面的工作窗口即線切割的工作面為底座上平面的最高點(diǎn)，底座的下平面與線切割機(jī)床的工作臺(tái)固定；鉬絲在旋流器喇叭口的內(nèi)錐面開槽的形狀是鉬絲開始工作時(shí)由控制線切割機(jī)床的工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)來決定；當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)旋流器部件內(nèi)孔圓弧槽與垂直方向呈6±4°角度，則底座的中央設(shè)有孔，底座上平面同時(shí)設(shè)置了傾斜角6±4°，將燃?xì)廨啓C(jī)部件內(nèi)孔要加工的錐面內(nèi)弧的槽與線切割機(jī)鉬絲位于同一豎直直線方向。②底座中央孔與底座1兩側(cè)面中心對(duì)稱，底座在機(jī)床平臺(tái)上定位和定中，機(jī)床平臺(tái)的工作軌跡編程決定鉬絲切割線，底座兩側(cè)面能用于分中找正；底座下表面設(shè)有中心圓孔即凹臺(tái)階，內(nèi)孔在凹臺(tái)階內(nèi)，凹臺(tái)階內(nèi)安裝燃?xì)廨啓C(jī)旋流器部件的底平面，旋流器部件的底平面與底座內(nèi)孔臺(tái)階存在很小間隙的配合關(guān)系；等高塊與底座通過焊接方式連接，燃?xì)廨啓C(jī)旋流器部件裝入底座中心圓孔內(nèi)，定位板通過銷軸固定于等高塊上平面，定位板上設(shè)有菱形銷的穿孔。③采用慢走絲的線切割機(jī)床。④定位板通過菱形銷，將燃?xì)廨啓C(jī)部件與底座固定。⑤燃?xì)廨啓C(jī)部件內(nèi)孔要加工的錐面內(nèi)弧的槽加工完成后，松開旋流器固定件，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度使工件待加工槽的位置與線切割的工作面為底座上平面的最高點(diǎn)平行，且與加工鉬絲平行進(jìn)行下一個(gè)加工槽的加工。

如圖示，底座1內(nèi)孔與底座1兩側(cè)面中心對(duì)稱，通過采用上述技術(shù)方案，底座1兩側(cè)面用于分中找正，燃?xì)廨啓C(jī)部件6底部與底座1內(nèi)孔臺(tái)階存在間隙配合關(guān)系；燃?xì)廨啓C(jī)部件加工槽的位置7。

本文涉及一種普通機(jī)床加工復(fù)雜燃?xì)廨啓C(jī)部件的作用夾具，包括底座1，底座1的一端設(shè)有等高塊2，等高塊2通過焊接方式固定在底座1上，底座1上設(shè)有圓形內(nèi)孔臺(tái)階，燃?xì)廨啓C(jī)部件底部與底座1內(nèi)孔臺(tái)階存在間隙配合關(guān)系，還包括定位板3，定位板3通過銷軸4固定在等高塊2上；燃?xì)廨啓C(jī)部件一端設(shè)有一銷孔，銷孔與所要加工的內(nèi)孔圓弧槽存在相對(duì)角度關(guān)系，通過菱形銷5插入銷孔，將燃?xì)廨啓C(jī)部件固定在底座1上；菱形銷5所在的穿孔與需要加工的內(nèi)孔圓弧槽有相對(duì)位置要求（便于受力與固定），定位板4通過菱形銷5，將燃?xì)廨啓C(jī)部件與底座1固定，通過采用上述技術(shù)方案，確定燃?xì)廨啓C(jī)部件6內(nèi)孔圓弧槽加工位置（底座的最高處）固定與精準(zhǔn)。

燃?xì)廨啓C(jī)部件內(nèi)孔要加工的錐面內(nèi)弧的槽加工完成后，松開旋流器固定件，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度使工件待加工槽的位置與線切割的工作面為底座上平面的最高點(diǎn)平行，且與加工鉬絲平行進(jìn)行下一個(gè)加工槽的加工。

燃?xì)廨啓C(jī)部件內(nèi)孔圓弧槽屬較難加工部位，并非普通機(jī)床能夠加工完成，原加工方案是通過五軸數(shù)控機(jī)床加工，加工時(shí)間較長(zhǎng)，加工成本較高，且存在裝夾困難的情況。使用此裝置后，燃?xì)廨啓C(jī)部件的內(nèi)孔圓弧槽可用普通線切割機(jī)床加工，且此夾具制造成本較低，操作簡(jiǎn)易，并適用于燃?xì)廨啓C(jī)部件批量化加工，大大節(jié)約了加工周期與加工成本。

等高塊2（只是一個(gè)墊塊）與底座1通過焊接方式連接，燃?xì)廨啓C(jī)部件裝入底座1中心圓孔內(nèi)，定位板3通過銷軸4固定于等高塊2上平面，菱形銷5所在的孔與需要加工的內(nèi)孔圓弧槽有40%的相對(duì)位置要求，定位板4通過菱形銷5，將燃?xì)廨啓C(jī)部件與底座1固定，通過采用上述技術(shù)方案，確定燃?xì)廨啓C(jī)部件內(nèi)孔圓弧槽加工位置。圖3中燃?xì)廨啓C(jī)部件的左側(cè)邊最高位置，斜的內(nèi)錐面是垂直于水平線的。

圖3 本文的燃?xì)廨啓C(jī)部件結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié)語

本文目的是提供一種普通機(jī)床（線切割，尤其是精度更高的慢走絲線切割）加工復(fù)雜燃?xì)廨啓C(jī)旋流器的喇叭口的內(nèi)錐面上槽的加工方法及專用的夾具，并能通過加工成本較低的普通線切割機(jī)設(shè)備，加工燃?xì)廨啓C(jī)部件旋流器內(nèi)錐面（孔）的圓弧槽，并適用于燃?xì)廨啓C(jī)部件批量化加工，大大節(jié)約了加工周期及加工成本。