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榫槽拉刀刀匣的加工方法與流程

文檔序號(hào):12331118閱讀:881來源:國知局
榫槽拉刀刀匣的加工方法與流程

本發(fā)明涉及航空零件加工技術(shù)領(lǐng)域,特別地,涉及一種高精度的榫槽拉刀刀匣的加工方法。



背景技術(shù):

拉刀在汽車、航空、機(jī)械動(dòng)力工程等領(lǐng)域使用廣泛,而航空領(lǐng)域?qū)τ诶兜木染哂休^高的要求。拉刀通常安裝在刀匣內(nèi)并固定安裝在拉床上,從而保證機(jī)床拉制工作的順利進(jìn)行;刀匣在拉制工作過程中起到舉足輕重的作用,其精度直接影響著所加工零件的精度。

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤的榫槽加工中,通常是采用拉刀拉制的方法,這除了要求拉刀具有高的精度外,拉刀刀匣的高精度是渦輪盤榫槽加工精度的重要保證。采用傳統(tǒng)的加工方法來加工拉刀刀匣,仍然存在著制作難、加工精度不易控制等問題,尤其是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、長(zhǎng)度跨度大、斷面面積小、精度要求高的榫槽拉刀刀匣,其加工去除余量大,成形難度高,尺寸精度難以保證,而各工作面的形位公差更難以控制。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供了一種榫槽拉刀刀匣的加工方法,以解決采用傳統(tǒng)的加工方法來加工拉刀刀匣,存在著制作難、加工精度不易控制的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種榫槽拉刀刀匣的加工方法,包括以下步驟:a、選取鍛件進(jìn)行第一次機(jī)械粗加工,留取鍛件余量;b、正火熱處理,以調(diào)整鍛件材料硬度和改善鍛件材料的加工性能;c、第二次機(jī)械粗加工,減少鍛件余量;d、滲碳熱處理,滲碳深度為1.5mm~1.8mm,使鍛件獲得高表面硬度、高耐磨性以及高的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度;e、第三次機(jī)械粗加工,減少鍛件余量,進(jìn)行表面構(gòu)造粗加工;f、淬火處理,以使鍛件材料硬度達(dá)到56HRC~62HRC;g、機(jī)械精加工至最終尺寸;h、氧化處理后獲得成型榫槽拉刀刀匣產(chǎn)品。

進(jìn)一步地,步驟a中第一次機(jī)械粗加工具體步驟為:鍛件采用20CrMnTi鍛件材料進(jìn)行第一次機(jī)械粗加工,刀匣槽內(nèi)的工作面外形余量加工至單邊2mm~4mm,其余工作面均加工至單邊留余5mm~10mm,各轉(zhuǎn)角處作過渡圓角,不作空刀及減輕槽。

進(jìn)一步地,步驟b中正火熱處理具體步驟為:將鍛件加熱到920℃~950℃保溫2h~2.5h,出爐后在空氣中進(jìn)行冷卻,以調(diào)整材料的硬度,改善材料的加工性能,避免切削加工中“粘刀”的現(xiàn)象,縮短生產(chǎn)周期,提高設(shè)備利用率及材料的機(jī)械性能;同時(shí)也為后續(xù)滲碳熱處理作準(zhǔn)備,以減小鍛件的變形量。

進(jìn)一步地,步驟c中第二次機(jī)械粗加工具體步驟:刀匣槽內(nèi)的工作面外形余量加工至單邊0.6mm-0.8mm,其余工作面的余量設(shè)計(jì)成單邊0.7mm-0.9mm,各轉(zhuǎn)角處作過渡圓角,作好空刀及底面減輕槽。

進(jìn)一步地,步驟d中滲碳熱處理具體步驟為:采用固體滲碳方法,在滲碳箱底放一層厚70mm~80mm的固體滲碳劑,并打?qū)?,將鍛件平鋪在固體滲碳劑上,鍛件與箱壁之間以及同層鍛件之間的間隔均不小于50mm,其間填以固體滲碳劑,稍加打?qū)?,以減少空隙,并使鍛件得到穩(wěn)定的支撐,之后填滿固體滲碳劑,封箱前在固體滲碳劑層上鋪蓋石棉板,箱蓋四周用耐火泥密封,將滲碳試料從箱蓋上端插入箱內(nèi)150mm左右,并綁扎牢固,方便取出,滲碳試料入口用耐火泥密封;將滲碳箱分段加熱:在500℃~550℃保溫3h~4h,800℃~850℃保溫3.5h~4h,910℃~930℃保溫15h~18h,910℃~930℃保溫13h~17h,取一件滲碳試料檢查滲碳層深度,根據(jù)滲碳層深度決定出爐時(shí)間,出爐后隨箱在空氣中進(jìn)行冷卻;待鍛件冷到室溫后取出,再進(jìn)行一次620℃~650℃的高溫回火,并趁熱進(jìn)行校直。

進(jìn)一步地,步驟e中第三次機(jī)械粗加工具體步驟為:鍛件的各工作面留余量0.6mm,作好各螺紋孔、空刀、外形斜槽及底面減輕槽。

進(jìn)一步地,步驟f中淬火處理具體步驟為:將鍛件放置在槽鋼內(nèi),采用阻碳劑保護(hù);臺(tái)車式電阻爐加熱到800℃~850℃后,放入槽鋼和鍛件,加熱到810℃~820℃保溫3h~4h淬火,油冷后趁熱校直,并進(jìn)行330℃~350℃的回火處理。

進(jìn)一步地,步驟g中機(jī)械精加工具體步驟為:對(duì)鍛件進(jìn)行機(jī)械半精加工處理,進(jìn)行第一次人工時(shí)效處理,進(jìn)行第一次精加工處理,進(jìn)行第二次人工時(shí)效處理,進(jìn)行第二次精加工處理至最終尺寸;通過第一次人工時(shí)效處理和第二次人工時(shí)效處理,以消除鍛件內(nèi)應(yīng)力,減小鍛件因強(qiáng)力磨削引起的變形;在精加工磨削工作面時(shí),在鍛件下方加墊無磁性墊塊,以消除或減少工作臺(tái)對(duì)鍛件的吸磁作用,防止因工作臺(tái)磁力卸載時(shí)鍛件發(fā)生回彈變形;磨削榫槽拉刀刀匣的刀匣槽所用的砂輪為異型砂輪,以減小砂輪與工作面的接觸面積,提高加工表面質(zhì)量;磨削過程中采用切削液充分冷卻;精加工使鍛件外形尺寸公差控制在0.01mm之內(nèi)、各面平面度、平行度和垂直度控制在0.01mm之內(nèi),壁厚的尺寸公差控制在0.005mm之內(nèi)。

進(jìn)一步地,機(jī)械半精加工處理具體步驟為:采取分段磨削修正的方法磨削榫槽拉刀刀匣的刀匣通槽,從刀匣通槽兩端分頭進(jìn)行磨削,并控制砂輪行程,避免兩端工作面參與磨削加工,并且控制磨削進(jìn)給量0.005mm,以此消除中間段鼓肚現(xiàn)象;在磨削過程中反復(fù)調(diào)整工件,避免已磨好的工作面參與后續(xù)磨削,直至榫槽拉刀刀匣全長(zhǎng)壁厚均勻,并達(dá)到尺寸公差要求。

進(jìn)一步地,第一次精加工處理具體步驟為:在其他磨削參數(shù)保持不變的情況下,根據(jù)榫槽拉刀刀匣的刀匣槽的實(shí)際敞口值進(jìn)行預(yù)調(diào)整修正,采取墊紙調(diào)整的方法消除因砂輪讓刀引起的敞口誤差,從而達(dá)到工件形位公差要求。

進(jìn)一步地,第二次精加工處理具體步驟為:精加工磨削過程中,采用的磨削工藝參數(shù)為:砂輪粒度號(hào)60-80;砂輪圓周速度17m/s~35m/s;工作臺(tái)移動(dòng)速度15m/min~20m/min;每刀進(jìn)給量0.005mm。

本發(fā)明具有以下有益效果:

本發(fā)明榫槽拉刀刀匣的加工方法,使鍛件表面質(zhì)量達(dá)到高精度要求,配合高精度榫槽長(zhǎng)拉刀順利完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤榫槽的加工,保證榫槽的加工質(zhì)量。而且拉刀刀匣表面耐磨、硬度高,大大提高了其使用壽命,可有效提高拉刀刀匣加工精度、使用壽命和整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外,本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的榫槽拉刀刀匣的加工方法的結(jié)構(gòu)框圖;

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的加工成型的榫槽拉刀刀匣的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明,但是本發(fā)明可以由下述所限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

如圖1和圖2所示,本實(shí)施例的榫槽拉刀刀匣的加工方法,包括以下步驟:a、選取鍛件進(jìn)行第一次機(jī)械粗加工,留取鍛件余量;b、正火熱處理,以調(diào)整鍛件材料硬度和改善鍛件材料的加工性能;c、第二次機(jī)械粗加工,減少鍛件余量;d、滲碳熱處理,滲碳深度為1.5mm~1.8mm,使鍛件獲得高表面硬度、高耐磨性以及高的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度;e、第三次機(jī)械粗加工,減少鍛件余量,進(jìn)行表面構(gòu)造粗加工;f、淬火處理,以使鍛件材料硬度達(dá)到56HRC~62HRC;g、機(jī)械精加工至最終尺寸;h、氧化處理后獲得成型榫槽拉刀刀匣產(chǎn)品。本發(fā)明榫槽拉刀刀匣的加工方法,使鍛件表面質(zhì)量達(dá)到高精度要求,配合高精度榫槽長(zhǎng)拉刀順利完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤榫槽的加工,保證榫槽的加工質(zhì)量。而且拉刀刀匣表面耐磨、硬度高,大大提高了其使用壽命,可有效提高拉刀刀匣加工精度、使用壽命和整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

本實(shí)施例中,步驟a中第一次機(jī)械粗加工具體步驟為:鍛件采用20CrMnTi鍛件材料進(jìn)行第一次機(jī)械粗加工,刀匣槽內(nèi)的工作面外形余量加工至單邊2mm~4mm,其余工作面均加工至單邊留余5mm~10mm,各轉(zhuǎn)角處作過渡圓角,不作空刀及減輕槽。

本實(shí)施例中,步驟b中正火熱處理具體步驟為:將鍛件加熱到920℃~950℃保溫2h~2.5h,出爐后在空氣中進(jìn)行冷卻,以調(diào)整材料的硬度,改善材料的加工性能,避免切削加工中“粘刀”的現(xiàn)象,縮短生產(chǎn)周期,提高設(shè)備利用率及材料的機(jī)械性能;同時(shí)也為后續(xù)滲碳熱處理作準(zhǔn)備,以減小鍛件的變形量。

本實(shí)施例中,步驟c中第二次機(jī)械粗加工具體步驟:刀匣槽內(nèi)的工作面外形余量加工至單邊0.6mm-0.8mm,其余工作面的余量設(shè)計(jì)成單邊0.7mm-0.9mm,各轉(zhuǎn)角處作過渡圓角,作好空刀及底面減輕槽。

本實(shí)施例中,步驟d中滲碳熱處理具體步驟為:采用固體滲碳方法,在滲碳箱底放一層厚70mm~80mm的固體滲碳劑,并打?qū)?,將鍛件平鋪在固體滲碳劑上,鍛件與箱壁之間以及同層鍛件之間的間隔均不小于50mm,其間填以固體滲碳劑,稍加打?qū)?,以減少空隙,并使鍛件得到穩(wěn)定的支撐,之后填滿固體滲碳劑,封箱前在固體滲碳劑層上鋪蓋石棉板,箱蓋四周用耐火泥密封,將滲碳試料從箱蓋上端插入箱內(nèi)150mm左右,并綁扎牢固,方便取出,滲碳試料入口用耐火泥密封;將滲碳箱分段加熱:在500℃~550℃保溫3h~4h,800℃~850℃保溫3.5h~4h,910℃~930℃保溫15h~18h,910℃~930℃保溫13h~17h,取一件滲碳試料檢查滲碳層深度,根據(jù)滲碳層深度決定出爐時(shí)間,出爐后隨箱在空氣中進(jìn)行冷卻;待鍛件冷到室溫后取出,再進(jìn)行一次620℃~650℃的高溫回火,并趁熱進(jìn)行校直。

本實(shí)施例中,步驟e中第三次機(jī)械粗加工具體步驟為:鍛件的各工作面留余量0.6mm,作好各螺紋孔、空刀、外形斜槽及底面減輕槽。

本實(shí)施例中,步驟f中淬火處理具體步驟為:將鍛件放置在槽鋼內(nèi),采用阻碳劑保護(hù);臺(tái)車式電阻爐加熱到800℃~850℃后,放入槽鋼和鍛件,加熱到810℃~820℃保溫3h~4h淬火,油冷后趁熱校直,并進(jìn)行330℃~350℃的回火處理。

本實(shí)施例中,步驟g中機(jī)械精加工具體步驟為:對(duì)鍛件進(jìn)行機(jī)械半精加工處理,進(jìn)行第一次人工時(shí)效處理,進(jìn)行第一次精加工處理,進(jìn)行第二次人工時(shí)效處理,進(jìn)行第二次精加工處理至最終尺寸;通過第一次人工時(shí)效處理和第二次人工時(shí)效處理,以消除鍛件內(nèi)應(yīng)力,減小鍛件因強(qiáng)力磨削引起的變形;在精加工磨削工作面時(shí),在鍛件下方加墊無磁性墊塊,以消除或減少工作臺(tái)對(duì)鍛件的吸磁作用,防止因工作臺(tái)磁力卸載時(shí)鍛件發(fā)生回彈變形;磨削榫槽拉刀刀匣的刀匣槽所用的砂輪為異型砂輪,以減小砂輪與工作面的接觸面積,提高加工表面質(zhì)量;磨削過程中采用切削液充分冷卻;精加工使鍛件外形尺寸公差控制在0.01mm之內(nèi)、各面平面度、平行度和垂直度控制在0.01mm之內(nèi),壁厚的尺寸公差控制在0.005mm之內(nèi)。

本實(shí)施例中,機(jī)械半精加工處理具體步驟為:采取分段磨削修正的方法磨削榫槽拉刀刀匣的刀匣通槽,從刀匣通槽兩端分頭進(jìn)行磨削,并控制砂輪行程,避免兩端工作面參與磨削加工,并且控制磨削進(jìn)給量0.005mm,以此消除中間段鼓肚現(xiàn)象;在磨削過程中反復(fù)調(diào)整工件,避免已磨好的工作面參與后續(xù)磨削,直至榫槽拉刀刀匣全長(zhǎng)壁厚均勻,并達(dá)到尺寸公差要求。

本實(shí)施例中,第一次精加工處理具體步驟為:在其他磨削參數(shù)保持不變的情況下,根據(jù)榫槽拉刀刀匣的刀匣槽的實(shí)際敞口值進(jìn)行預(yù)調(diào)整修正,采取墊紙調(diào)整的方法消除因砂輪讓刀引起的敞口誤差,從而達(dá)到工件形位公差要求;第二次精加工處理具體步驟為:精加工磨削過程中,采用的磨削工藝參數(shù)為:砂輪粒度號(hào)60-80;砂輪圓周速度17m/s~35m/s;工作臺(tái)移動(dòng)速度15m/min~20m/min;每刀進(jìn)給量0.005mm。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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