本發(fā)明屬于特殊型腔加工技術領域，具體涉及一種噴管腔面分段加工及拋光工藝。

背景技術：

目前，航空航天技術領域的各類飛行器對地面模擬試驗精準化的要求越來越高，這對于地面模擬試驗設備的建設提出了更高的要求，因此需要進一步提高部分關鍵部件的加工精度等級。

噴管作為試驗設備最關鍵的部件，噴管模型具有大長度、結構型面結構復雜、弧線曲率按照特殊規(guī)律變化較大、壁厚較薄等特點，但是噴管腔面粗糙度要求優(yōu)于0.4um，達到鏡面要求，直徑尺寸偏差控制在0.01mm以內；若模型不采用分段加工工藝，則很難達到設計要求。

然而對于噴管型面分段加工工藝，由于噴管每段模型的長度不一、內腔變化較大，又需解決設備加工參數，刀具顫刀，拋光，噴管對接處尺寸控制及組裝后整體的同軸度等一系列技術難題。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術，本發(fā)明的目的在于提供一種噴管腔面分段加工及拋光工藝，解決噴管型面的分段加工以及型面拋光等問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案。

本發(fā)明的目的在于提供一種噴管腔面分段加工及拋光工藝，該工藝包括以下步驟：

步驟一、依據噴管腔面結構特征，將噴管腔面分段；噴管腔面包括大口徑喇叭口型腔、小口徑喇叭口型腔、小口徑薄壁型腔、沙漏式復雜型腔；

步驟二、對分段后的噴管腔面分別進行加工；

步驟三、對加工后的噴管腔面進行拋光處理。

進一步，步驟二包括小口徑喇叭口型腔的腔面加工工藝：

小口徑喇叭口型腔的腔面加工工藝包括以下步驟：

1)四爪卡盤夾緊小口徑喇叭口型腔A端，留量車平小口徑喇叭口型腔B端面，使小口徑喇叭口型腔B端端面的粗糙度在3.2以內，平面度0.01以內；

2)將車平的小口徑喇叭口型腔B端定位在定位板工裝上，卡盤夾緊定位板工裝，車平小口徑喇叭口型腔A端端面，端面留量4-10mm，使小口徑喇叭口型腔的A端和B端兩端面平行度在0.02以內；

3)確定小口徑喇叭口型腔的內型腔加工參數，使用刀具，車小口徑喇叭口型腔的內型腔；

內型腔的入口和出口車為直臺，形成型腔入口直臺、出口直臺；型腔入口直臺、出口直臺口徑偏差在0.01以內；

依據小口徑喇叭口型腔的內型腔加工參數加工小口徑喇叭口型腔的內型腔，加工過程中，刀具的加工參數為：進給0.05-0.15mm、轉速80-400r/min、吃刀量0.05-0.20mm，使小口徑喇叭口型腔的內型腔的粗糙度在0.6以內；

4)車除小口徑喇叭口型腔A端的端面留量，使小口徑喇叭口型腔A端端面的粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內，A端型腔孔口處保留尖角；

5)將小口徑喇叭口型腔A端固定在定位板工裝上，卡盤夾緊定位板工裝，車平小口徑喇叭口型腔B端端面，端面留量4-10mm；

6)車除小口徑喇叭口型腔B端端面留量，使小口徑喇叭口型腔B端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內，B端型腔孔口處保留尖角。

進一步，步驟二還包括小口徑薄壁型腔加工工藝：

小口徑薄壁型腔加工工藝包括以下步驟：

1)四爪卡盤夾緊小口徑薄壁型腔D端，留量車平小口徑薄壁型腔C端端面，使小口徑薄壁型腔C端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內；

2)將小口徑薄壁型腔C端端面固定在定位板工裝上，卡盤夾緊定位板工裝，車平小口徑薄壁型腔D端端面，端面留量4-10mm；

3)確定小口徑薄壁型腔內型腔加工參數，使用刀具，車小口徑薄壁型腔內型腔；

小口徑薄壁型腔內型腔孔口及型腔內口徑最小處車為直臺(以備測量使用)，型腔孔口及型腔內口徑最小處直臺口徑偏差在0.01以內；

依據小口徑薄壁型腔內型腔加工參數加工小口徑薄壁型腔內型腔，加工過程中，刀具的加工參數：進給0.08-0.15mm、轉速100-400r/min、吃刀量0.05-0.20mm，使小口徑薄壁型腔內型腔的粗糙度在0.6以內；

4)車除小口徑薄壁型腔D端端面留量，使小口徑薄壁型腔內型腔D端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內，型腔孔口處保留尖角；

5)將小口徑薄壁型腔內型腔D端固定在定位板工裝上，卡盤夾緊定位板工裝；車平小口徑薄壁型腔內型腔E端端面，端面留量4-10mm；

6)車小口徑薄壁型腔外壁，等距留量3-5mm；

7)使用刀具，車小口徑薄壁型腔內型腔，型腔入口孔口車為直臺，型腔入口孔口直臺口徑偏差0.01以內；

8)車除小口徑薄壁型腔E端端面留量，使小口徑薄壁型腔E端端面平面度在0.01以內，型腔孔口保留尖角；

9)車除小口徑薄壁型腔外壁留量，刀具加工參數：進給0.05-0.2mm、轉速80-400r/min、吃刀量0.05-0.30mm，使小口徑薄壁型腔外壁粗糙度在0.8以內。

進一步，步驟二還包括沙漏式復雜型腔加工工藝：

沙漏式復雜型腔加工工藝包括以下步驟：

1)四爪卡盤夾緊沙漏式復雜型腔F端，留量車平G端面，使G端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內；

2)將沙漏式復雜型腔G端固定在定位板工裝上，卡盤夾緊定位板工裝，車平沙漏式復雜型腔F端端面，端面留量4-10mm，使沙漏式復雜型腔F端和G端兩端面平行度在0.02以內；

3)確定沙漏式復雜型腔內型腔加工參數，使用刀具，車沙漏式復雜型腔內型腔；

4)使用刀具，車沙漏式復雜型腔內型腔，內型腔孔口及口徑最小處車為直臺，內型腔入口直臺、出口直臺口徑偏差在0.01以內；

根據沙漏式復雜型腔內型腔加工參數加工沙漏式復雜型腔內型腔，刀具加工參數：進給0.08-0.15mm、轉速80-200r/min、吃刀量0.05mm-0.20mm，使沙漏式復雜型腔內型腔粗糙度在0.6以內；

5)車除沙漏式復雜型腔F端端面留量，使沙漏式復雜型腔F端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內；

6)將沙漏式復雜型腔F端固定在定位板工裝上，卡盤夾緊定位板工裝2，車平沙漏式復雜型腔G端端面，端面留量5mm；

7)車除沙漏式復雜型腔G端端面留量，使沙漏式復雜型腔G端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內。

進一步，步驟三所述的噴管拋光工藝包括以下步驟：

1)將氣鉆固定在拋光工裝上，氣鉆裝夾拋光片，同時，噴管固定在定位板工裝上，四抓卡盤夾緊定位板工裝，將噴管固定在機床工作臺上；

2)氣鉆通入壓縮空氣，調整氣鉆轉速至2000-6000r/min；

3)根據噴管內型腔，設定拋光路徑，保持機床工作臺轉速至80-400r/min使噴管內型腔面粗糙度達鏡面要求，粗糙度在0.1-0.3μm。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

(1)本發(fā)明一種噴管腔面分段加工及拋光工藝，通過合理分段加工，制作專用裝夾工裝，解決了薄壁、直徑變化較大型腔加工顫刀難題，保證尺寸偏差控制在0.01mm以內；

(2)本發(fā)明一種噴管腔面分段加工及拋光工藝，通過優(yōu)化加工參數，將噴管內型型腔粗糙度控制在0.4μm以內；

(3)本發(fā)明一種噴管腔面分段加工及拋光工藝，通過制作專用拋光工裝，將噴管內型面粗糙度拋至鏡面水平(粗糙度0.1-0.3um)；

(4)本發(fā)明一種噴管腔面分段加工及拋光工藝，通過優(yōu)化分段方案設計，解決了分段組裝精度差的難題，控制組裝后同軸度0.08mm/3000mm。

附圖說明

圖1是本發(fā)明噴管大口徑喇叭口型腔或小口徑喇叭口型腔加工工藝示意圖；

圖2是本發(fā)明噴管小口徑薄壁型腔加工工藝示意圖；

圖3是本發(fā)明沙漏式復雜型腔加工工藝示意圖；

圖4是本發(fā)明噴管型面拋光工藝示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明一種噴管腔面分段加工及拋光工藝作詳細說明。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明一種噴管腔面分段加工及拋光工藝，包括以下步驟：

步驟一、依據噴管腔面結構特征，將噴管腔面分段；噴管腔面包括大口徑喇叭口型腔、小口徑喇叭口型腔、小口徑薄壁型腔、沙漏式復雜型腔；

步驟二、對分段后的噴管腔面分別進行加工；

(1)大口徑喇叭口型腔和小口徑喇叭口型腔加工：

鑒于大口徑喇叭口型腔和小口徑喇叭口型腔的腔面結構相似，下面以小口徑喇叭口型腔的腔面加工為例說明；

小口徑喇叭口型腔的腔面的加工工藝包括以下步驟：

1)四爪卡盤夾緊小口徑喇叭口型腔A端，留量車平小口徑喇叭口型腔B端面，使小口徑喇叭口型腔B端端面的粗糙度在3.2以內，平面度0.01以內；

2)將車平的小口徑喇叭口型腔B端定位在定位板工裝2上，卡盤夾緊定位板工裝2，車平小口徑喇叭口型腔A端端面(端面留量4-10mm，以備測量使用)，使小口徑喇叭口型腔的A端和B端兩端面平行度在0.02以內；

3)確定小口徑喇叭口型腔的內型腔加工參數，使用刀具1，車小口徑喇叭口型腔的內型腔；

內型腔的入口和出口車為直臺(以備測量使用)，形成型腔入口直臺3、出口直臺4；型腔入口直臺3、出口直臺4口徑偏差在0.01以內；

依據小口徑喇叭口型腔的內型腔加工參數加工小口徑喇叭口型腔的內型腔，加工過程中，刀具1的加工參數為：進給0.05-0.15mm、轉速80-400r/min、吃刀量0.05-0.20mm，使小口徑喇叭口型腔的內型腔的粗糙度在0.6以內；

4)車除小口徑喇叭口型腔A端的端面留量，使小口徑喇叭口型腔A端端面的粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內，A端型腔孔口處保留尖角；

5)將小口徑喇叭口型腔A端固定在定位板工裝2上，卡盤夾緊定位板工裝2，車平小口徑喇叭口型腔B端端面(端面留量4-10mm，以備測量使用)；

6)車除小口徑喇叭口型腔B端端面留量，使小口徑喇叭口型腔B端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內，B端型腔孔口處保留尖角；

(2)小口徑薄壁型腔加工：

小口徑薄壁型腔加工工藝包括以下步驟：

1)四爪卡盤夾緊小口徑薄壁型腔D端，留量車平小口徑薄壁型腔C端端面，使小口徑薄壁型腔C端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內；

2)將小口徑薄壁型腔C端端面固定在定位板工裝2上，卡盤夾緊定位板工裝2，車平小口徑薄壁型腔D端端面(端面留量4-10mm，以備測量使用)；

3)確定小口徑薄壁型腔內型腔加工參數，使用刀具1，車小口徑薄壁型腔內型腔；

小口徑薄壁型腔內型腔孔口及型腔內口徑最小處車為直臺(以備測量使用)，型腔孔口及型腔內口徑最小處直臺口徑偏差在0.01以內；

依據小口徑薄壁型腔內型腔加工參數加工小口徑薄壁型腔內型腔，加工過程中，刀具1的加工參數：進給0.08-0.15mm、轉速100-400r/min、吃刀量0.05-0.20mm，使小口徑薄壁型腔內型腔的粗糙度在0.6以內；

4)車除小口徑薄壁型腔D端端面留量，使小口徑薄壁型腔內型腔D端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內，型腔孔口處保留尖角；

5)將小口徑薄壁型腔內型腔D端固定在定位板工裝2上，卡盤夾緊定位板工裝2；車平小口徑薄壁型腔內型腔E端端面(端面留量4-10mm，以備測量使用)；

6)車小口徑薄壁型腔外壁，等距留量3-5mm(防止車加工內腔時變形)；

7)使用刀具1，車小口徑薄壁型腔內型腔，型腔入口孔口車為直臺(以備測量使用)，型腔入口孔口直臺口徑偏差0.01以內；

8)車除小口徑薄壁型腔E端端面留量，使小口徑薄壁型腔E端端面平面度在0.01以內，型腔孔口保留尖角；

9)車除小口徑薄壁型腔外壁留量，刀具1加工參數：進給0.05-0.2mm、轉速80-400r/min、吃刀量0.05-0.30mm，使小口徑薄壁型腔外壁粗糙度在0.8以內；

(3)沙漏式復雜型腔加工：

沙漏式復雜型腔加工工藝包括以下步驟：

1)四爪卡盤夾緊沙漏式復雜型腔F端，留量車平G端面，使G端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內；

2)將沙漏式復雜型腔G端固定在定位板工裝2上，卡盤夾緊定位板工裝2，車平沙漏式復雜型腔F端端面(端面留量4-10mm，以備測量使用)，使沙漏式復雜型腔F端和G端兩端面平行度在0.02以內；

3)確定沙漏式復雜型腔內型腔加工參數，使用刀具1，車沙漏式復雜型腔內型腔；

4)使用刀具1，車沙漏式復雜型腔內型腔，內型腔孔口及口徑最小處車為直臺(測量用)，內型腔入口直臺3、出口直臺4口徑偏差在0.01以內；

根據沙漏式復雜型腔內型腔加工參數加工沙漏式復雜型腔內型腔，刀具1加工參數：進給0.08-0.15mm、轉速80-200r/min、吃刀量0.05mm-0.20mm，使沙漏式復雜型腔內型腔粗糙度在0.6以內；

5)車除沙漏式復雜型腔F端端面留量，使沙漏式復雜型腔F端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內；

6)將沙漏式復雜型腔F端固定在定位板工裝2上，卡盤夾緊定位板工裝2，車平沙漏式復雜型腔G端端面(端面留量5mm，以備測量使用)；

7)車除沙漏式復雜型腔G端端面留量，使沙漏式復雜型腔G端端面粗糙度在3.2以內，平面度在0.01以內；

步驟三、對加工后的噴管腔面進行拋光處理；

分別對加工后的大口徑喇叭口型腔、小口徑喇叭口型腔、小口徑薄壁型腔以及沙漏式復雜型腔分別進行拋光；

噴管拋光工藝包括以下步驟：

1)將氣鉆11固定在拋光工裝12上，氣鉆11裝夾拋光片9，同時，噴管10固定在定位板工裝2上，四抓卡盤夾緊定位板工裝2，將噴管10固定在機床工作臺上；

2)氣鉆11通入壓縮空氣13，調整氣鉆11轉速至2000-6000r/min；

3)根據噴管內型腔，設定拋光路徑，保持機床工作臺轉速至80-400r/min使噴管10內型腔面粗糙度達鏡面要求，粗糙度在0.1-0.3μm。