阅读说明：本技术 一种基于镗削实现大尺寸不规则外形的悬臂轴加工方法 (Method for machining cantilever shaft with large-size irregular appearance based on boring ) 是由 申运锋 杨生国 张毅 范崇震 于 2021-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种基于镗削实现大尺寸不规则外形的悬臂轴加工方法,通过刀片、刀片加强板、直径精调螺母、刻度盘、刀体安装机构、加工臂、冷却液通道、平衡臂、刚性加强环、让位孔、刀柄锥体的相互配合使用,在普通加工中心实现对大长径比悬臂轴精密加工,对刀片进行冷却,提升刀具刚性,对工件振动进行抑制,提高该类零件的加工精度,节约了成本,提高了加工效率。(The invention provides a boring-based machining method for a large-size irregular cantilever shaft, which is characterized in that a blade, a blade reinforcing plate, a diameter fine adjustment nut, a dial, a cutter body mounting mechanism, a machining arm, a cooling liquid channel, a balance arm, a rigid reinforcing ring, a abdication hole and a cutter handle cone are matched with one another for use, the large-length-diameter-ratio cantilever shaft is precisely machined in a common machining center, the blade is cooled, the rigidity of a cutter is improved, the vibration of a workpiece is restrained, the machining precision of parts is improved, the cost is saved, and the machining efficiency is improved.)

一种基于镗削实现大尺寸不规则外形的悬臂轴加工方法

技术领域

本发明属于机加工领域，特别是一种基于镗削实现大尺寸不规则外形的悬臂轴加工方法。

背景技术

由于飞行器舵翼零件中的悬臂轴具有尺寸精密(直径精度优于IT6、圆柱度优于0.01mm)、长径比大(大于6)等特征，且与大尺寸不规则舵面(多角度平面或曲面、外形尺寸不小于800mm))为一体结构。传统加工通过精密车削床或磨削保证舵轴部位的尺寸精度和圆柱度。考虑舵面部位外形尺寸大(大于800mm)，需要大规格的车削或磨削设备；舵面不规则结构，装夹困难；舵轴伸出长，刚性差；围绕悬臂舵轴传统工艺方案所用特殊昂贵设备稀缺，装夹和低刚性造成的工艺难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于镗削实现大尺寸不规则外形的悬臂轴加工方法，以克服连接于不规则外形的悬臂轴传统工艺方案的不足，简化悬臂舵轴加工工艺方案，降低不规则外形结构装夹难度，满足悬臂舵轴精度控制要求。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于镗削实现大尺寸不规则外形的悬臂轴加工方法，将不规则外形的待加工零件固定于加工中心工作台，在加工中心主轴上通过刀柄锥体安装刚性加强环，刚性加强环内设有让位孔，作为待加工零件悬臂轴已加工区域的避让空间；

刚性加强环端部设置用于刀片安装的加工臂，与加工臂想对称的设置有用于重量平衡的平衡臂；通过加工中心主轴的旋转运动带动刚性加强环绕主轴轴线旋转，并通过主轴线性运动带动刀片线性运动，实现刀片相对待加工零件悬臂轴的外圆的轴向进给，同时刀片设有径向调节机构，实现刀片相对待加工零件悬臂轴的外圆的径向进给。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明通过加工设备驱动回转运动，带动刀片实现切削，零件在切削过程中保持静止；零件刀片可在径向精密调节，保证加工尺寸精度。

(2)相对传统加工工艺的零件回转运动，本发明变零件运动为零件静止，改善不规则舵面带来的装夹困难，另一方面通过平衡臂、刚性加强环等结构设计，提升装置运行稳定性和刚性，有效减少加工过程中因刀具切削力带来的让刀引起的表面质量问题和尺寸超差问题，为实现该类连接于不规则外形的悬臂轴高效、精密、低成本加工技术提供工艺保障。

(3)在普通加工中心实现对大长径比悬臂轴精密加工，对刀片进行冷却，提升刀具刚性，对工件振动进行抑制，提高该类零件的加工精度，节约了成本，提高了加工效率。

附图说明

图1为加工装置结构图。

图2为加工装置左视图。

图3为直径精调螺母、刻度盘放大示意图。

图4为不规则外形的工件加工示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1-图4，本发明的一种基于加工中心镗削实现大尺寸不规则外形的悬臂轴加工方法，基于下面下述加工装置，包括刀片1、刀片加强板2、直径精调螺母3、刻度盘4、刀体安装机构5、加工臂6、冷却液通道7、平衡臂8、刚性加强环9、刀柄锥体11；

所述加工装置通过刀柄锥体11连接于加工中心主轴，通过加工中心主轴的旋转运动带动加工装置绕主轴轴线旋转，通过主轴线性运动带动加工装置做线性运动；所述刚性加强环9为回转型结构，一端连接至刀柄锥体11，并跟随刀柄锥体11一起进行旋转运动和线性运动；所述刚性加强环9中间开有让位孔10，可以作为待加工零件12已加工区域的避让空间；所述刚性加强环9另一端用于安装刀片1，刚性加强环9另一端对称的设置为两瓣，其中一瓣作为加工臂6，用于安装刀片1，另一瓣作为平衡臂8，用于重量平衡，平衡臂8的重量与加工臂6和刀片(包括刀片1本体、刀片加强板2、直径精调螺母3、刻度盘4、刀体安装机构5)的总重量相等；加工臂、平衡臂所处位置以旋转轴线为中心对称，可以实现高速旋转过程中的动平衡；刀体安装机构5固定在加工臂6上，刀体安装机构5上安装有刻度盘4、直径精调螺母3、刀片加强板2和刀片1，通过直径精调螺母3可以调整刀片加强板2、刀片1的径向位置，控制加工直径，具体调整值通过刻度盘4显示；

刚性加强环9内设有冷却液通道7，冷却液通道7可以将加工中心的高压冷却液传输至刀片1，实现对刀片的温度调节。

本发明具体工作步骤如下：

S1：将待加工零件12(飞行器舵翼零件)中不规则外形固定于加工中心工作台；

S2：将加工装置通过刀柄锥体11与加工中心主轴锥孔连接，通过加工中心运动，保证主轴轴线与待加工零件12的悬臂轴轴线基本重合；

S3：通过调整直径精调螺母3，确定悬臂轴外圆的尺寸；

S4：通过调整机床轴向运动，实现对悬臂轴外圆加工；

S5：测量悬臂轴已加工外圆直径，根据与理论尺寸的偏差量，通过直径精调螺母3调整刀片加强板2、刀片1的径向位置，通过刻度盘4确认调整值与偏差量一致；

S6：通过调整机床轴向运动，实现对悬臂轴外圆加工，加工过程中开启冷却液，通过冷却液通道7，实现对刀片1的温度调节。

上述仅为本发明的主要特征、工作原理和优点等，对于本领域的技术人员来说，本发明并不受上述实施例的限制，在不违背其基本原理的前提下，针对不同的实施例本发明可以进行灵活的更改和变化，这些更改和变化如在本发明的精神和范围之内，均应落入本发明的保护范围之内。