本發(fā)明創(chuàng)造涉及軸承結(jié)構設計領域，具體涉及一種直升機操縱系統(tǒng)用法蘭盤的加工方法。

背景技術：

直升機操縱系統(tǒng)用法蘭盤對直升機的穩(wěn)定操作和平穩(wěn)運行具有重要意義，是直升機操作系統(tǒng)的重要結(jié)構部件之一。該法蘭盤具有如圖1所示的結(jié)構：包括中央環(huán)體101和對稱設置于所述中央環(huán)體101兩端的一對凸緣102；所述中央環(huán)體101內(nèi)側(cè)為呈弧面的內(nèi)球面滾道103，所述中央環(huán)體101外側(cè)為小外圓104；所述凸緣102具有與所述中央環(huán)體101的環(huán)體一端平齊的端面，二者平齊的端面被稱為大端面105；所述凸緣102的另一端面(內(nèi)端面109)與所述中央環(huán)體101的環(huán)體另一端(小端面110)呈臺階面；所述凸緣102的外周所在的圓為大外圓106，與中央環(huán)體101同心；所述凸緣102上對稱均布有定位孔107；所述中央環(huán)體101內(nèi)側(cè)自大端面105向內(nèi)還開設有裝軸承槽口108，所述裝軸承槽口108一般位于所述凸緣102對應的中央位置。

法蘭盤作為軸承的第二外圈它與第一外圈相配合，其配合精度愈好表面愈光滑偏轉(zhuǎn)力矩會愈小，軸承的擺動精度愈高。從法蘭盤軸承結(jié)構特征看，在車、磨和熱處理的結(jié)構設計中存在以下幾項難以解決的技術關鍵課題：

(1)如果毛坯采用模壓成型，毛坯形狀和法蘭盤凸緣毛坯相似，但需要在各表面多留些加工余量，其優(yōu)點是材料利用率會高一些，但是車、磨加工的難題很多，特別是車、磨平面工序，由于材料硬度低、強度差，當在車削和立軸平面磨床上加工時受熱變形和切削應力影響，極易使凸緣產(chǎn)生加工后變形，其變形量甚至超過了給凸緣所留的磨量，從而造成了法蘭盤凸緣兩端面平行差、平面度超差，大端面105尤其嚴重，彎曲度達到0.2mm以上。

(2)由于磨內(nèi)球面滾道103要以法蘭盤凸緣毛坯大端面105和小外圓104定位，大端面105平面度不好，加工小外圓104也無法保證小外圓104的磨削圓度的指標，故使磨內(nèi)球面滾道103無法滿足技術要求。

(3)采用傳統(tǒng)的結(jié)構設計時預先銑出裝軸承槽口108，但在磨內(nèi)球面滾道103時砂輪途徑裝軸承槽口108產(chǎn)生振動，從而在裝軸承槽口108的兩側(cè)將產(chǎn)生0.01～0.02mm的下沉量從而破壞了內(nèi)球面滾道103的圓度、溝形差的加工精度。

(4)因為磨內(nèi)球面滾道103時，以大端面105和小外圓104為基準定位，小外圓104只能用萬能磨床裝卡加工而大端面105和小外圓104加工精度差，定位不穩(wěn)定，磨內(nèi)球面滾道103時圓度溝形差肯定無法達標，特別是達不到ra0.2的表面粗糙度要求。

以上難點造成法蘭盤軸承在加工過程中因材料硬度低、剛性差且軸承屬于薄壁結(jié)構極易變形，產(chǎn)品加工精度和尺寸一致性也較差。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種直升機操縱系統(tǒng)用法蘭盤的加工方法，能夠提升產(chǎn)品精度等級、產(chǎn)品合格率，解決了執(zhí)行常規(guī)工藝產(chǎn)品精度低、加工難度高和合格率低等問題。

為達到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種直升機操縱系統(tǒng)用法蘭盤的加工方法，包括下述步驟：在回轉(zhuǎn)體毛坯的槽型結(jié)構底部以毛坯中軸為中心對稱開設兩個輔助工藝孔，并在后續(xù)加工過程中采用所述輔助工藝孔進行輔助定位。

具體地，所述加工方法包括下述步驟：

s1：將原料加工成毛坯形狀，所述毛坯為槽型結(jié)構的回轉(zhuǎn)體，所述槽型結(jié)構與終產(chǎn)品具有如下的結(jié)構對應關系并具有加工余量：

槽型結(jié)構的外端面與終產(chǎn)品的大端面對應，

槽型結(jié)構的內(nèi)端面與終產(chǎn)品的小端面對應，

槽型結(jié)構的槽底面與終產(chǎn)品的內(nèi)端面對應，

槽型結(jié)構的內(nèi)壁外側(cè)面與終產(chǎn)品的內(nèi)球面滾道對應，

槽型結(jié)構的內(nèi)壁內(nèi)側(cè)面與終產(chǎn)品的小外圓對應，

槽型結(jié)構的外壁構成凸壁，凸壁的外側(cè)面與終產(chǎn)品的大外圓對應；

s2：在所述毛坯的槽型結(jié)構底部以毛坯中軸為中心對稱開設兩個輔助工藝孔；

s3：將槽型結(jié)構的外端面、內(nèi)端面分別加工得到終產(chǎn)品的大端面、小端面；

s4：將槽型結(jié)構的內(nèi)壁內(nèi)側(cè)面初步加工得到終產(chǎn)品的小外圓；

s5：以大端面和凸壁的外側(cè)面定位，初步加工終產(chǎn)品的內(nèi)球面滾道；

s6：以兩個輔助工藝孔和大端面定位，小端面壓緊，在槽型結(jié)構的槽底面加工得到終產(chǎn)品的定位孔；

s7：以大端面和凸壁的外側(cè)面定位，加工得到終產(chǎn)品的內(nèi)球面滾道；

s8：以兩個輔助工藝孔、小端面和大端面定位，加工得到終產(chǎn)品的裝軸承槽口；

s9：以大端面和任意兩個定位孔定位，車去毛坯回轉(zhuǎn)體上多余的回轉(zhuǎn)部分以及凸壁，初步加工終產(chǎn)品的凸緣；

s10：去除凸緣相關的多余留量，達成終產(chǎn)品質(zhì)量要求；

其中，所述步驟s6和s7的加工順序可以互換。

進一步，所述步驟s1中，所述毛坯經(jīng)由下述過程獲得：將棒料進行鏜孔前的鉆孔，然后進行固溶處理，隨后在數(shù)控車床上進行車削鏜孔，形成所述毛坯。

進一步，所述步驟s3中，終產(chǎn)品的大端面、小端面先后經(jīng)由雙端面磨用貫穿法和平面精研獲得。

進一步，所述步驟s4中，終產(chǎn)品的小外圓經(jīng)由車削中心用硬車方法獲得。

進一步，所述步驟s6中，所述定位孔相對所述輔助工藝孔呈垂直方向均布。

進一步，所述步驟s7中，終產(chǎn)品的內(nèi)球面滾道先后經(jīng)溝磨床磨削和超精獲得。

進一步，所述步驟s9中，初步加工產(chǎn)品的凸緣具體包含下述過程：以大端面和任意兩個定位孔定位，用磁力吸附法，在車削加工中心上車去毛坯回轉(zhuǎn)體上多余的回轉(zhuǎn)部分以及凸壁，初步加工終產(chǎn)品的凸緣。

進一步，所述步驟s10中，凸緣相關的多余留量包括內(nèi)壁內(nèi)側(cè)面和槽底面等處的多余留量。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明創(chuàng)具有以下優(yōu)勢：

1)原加工方式，該法蘭盤加工精度只能達到p0級水平，且零件由于剛性差加工精度低，p0級合格率只能達到50％，本發(fā)明的加工精度可達到p5級，合格率達到90％以上，產(chǎn)品精度等級提升了三大級。

2)通過增加毛坯剛性和采用非剛性夾緊方式，解決了工件加工過程中易變形的技術難題，加工精度等級有了明顯提升。

3)通過增加輔助定位面(指凸壁的外側(cè)面)提高了法蘭盤凸緣的定位精度，解決了外球面滾道加工精度低的矛盾，同時還解決了磨加工后因粗糙度達不到工藝要求不能進行超精外球面內(nèi)滾道的矛盾。

4)通過設計輔助工藝孔，后銑軸承槽口避免了原工藝磨削內(nèi)球面外滾道時所帶槽口干擾破壞外球面內(nèi)滾道圓度等的不利影響。

5)通過設定輔助工藝孔，解決了原工藝不能保證定位孔與外球面滾道同心度的要求。

6)通過加工方式改進，改善了軸承的動態(tài)性能和旋轉(zhuǎn)精度，如啟動力矩、偏轉(zhuǎn)力矩、軸承擺動精度使用壽命都有明顯提高。

總之，本發(fā)明提供的方法解決了車削、磨削過程中加工精度低的缺陷，使加工質(zhì)量有了明顯改善和控制，工序控制穩(wěn)定可靠，此項改進具有良好的使用價值和推廣價值。

附圖說明

構成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當限定。在附圖中：

圖1為直升機操縱系統(tǒng)用法蘭盤的結(jié)構示意圖；

圖2為圖1中畫圈部位的局部放大圖；

圖3為加工過程中毛坯的一種中間結(jié)構示意圖；

圖4為加工過程中另一種中間結(jié)構示意圖。

附圖標記說明：

101-中央環(huán)體；102-凸緣；103-內(nèi)球面滾道；104-小外圓；105-大端面；106-大外圓；107-定位孔；108-裝軸承槽口；109-內(nèi)端面；110-小端面；201-外端面；202-內(nèi)端面；203-槽底面；204-內(nèi)壁外側(cè)面；205-內(nèi)壁內(nèi)側(cè)面；206-凸壁；207-輔助工藝孔；208-外側(cè)面。

具體實施方式

下面將參考附圖來詳細說明本發(fā)明創(chuàng)造。

本發(fā)明創(chuàng)造一個具體的加工方式包括下述步驟：

(1)將棒料進行鏜孔前的鉆孔，然后進行固溶處理，隨后在數(shù)控車床上進行車削鏜孔，形成如圖3所示的毛坯形狀(圖3中的輔助工藝孔207在下一步中加工)，即所述毛坯為槽型結(jié)構的回轉(zhuǎn)體，所述槽型結(jié)構與終產(chǎn)品具有如下的結(jié)構對應關系并具有加工余量：

槽型結(jié)構的外端面201與終產(chǎn)品的大端面105對應，

槽型結(jié)構的內(nèi)端面202與終產(chǎn)品的小端面110對應，

槽型結(jié)構的槽底面203與終產(chǎn)品的內(nèi)端面109對應，

槽型結(jié)構的內(nèi)壁外側(cè)面204與終產(chǎn)品的內(nèi)球面滾道103對應，

槽型結(jié)構的內(nèi)壁內(nèi)側(cè)面205與終產(chǎn)品的小外圓104對應，

槽型結(jié)構的外壁構成凸壁206，凸壁206的外側(cè)面208與終產(chǎn)品的大外圓106對應。

(2)在所述毛坯的槽型結(jié)構底部以毛坯中軸為中心對稱開設兩個輔助工藝孔207(圖3)。

(3)采用貫穿雙端面磨槽型結(jié)構的外端面201、內(nèi)端面202，用平面精研槽型結(jié)構的外端面201、內(nèi)端面202，得到終產(chǎn)品的大端面105、小端面110。一般情況下，凸壁206的端面會連通所述內(nèi)端面202一起，在本步驟中采用同樣的方法得以加工。

(4)采用車削中心硬車法完成槽型結(jié)構的內(nèi)壁內(nèi)側(cè)面205，初步加工終產(chǎn)品的小外圓104。

(5)用數(shù)控車以大端面105和外側(cè)面208定位卡緊，精車槽型結(jié)構的內(nèi)壁外側(cè)面204，初步車加工終產(chǎn)品的內(nèi)球面滾道103。

(6)用兩個輔助工藝孔207定位、以大端面105定位，用壓板壓緊小端面110，在槽型結(jié)構的槽底面加工得到終產(chǎn)品的定位孔107，所述定位孔107相對所述輔助工藝孔207呈垂直方向均布(圖4)。

(7)以大端面105和外側(cè)面208定位，用溝磨床磨削內(nèi)球面滾道103，然后超精內(nèi)球面滾道103。

(8)用兩個輔助工藝孔207及小端面110定位、以大端面105壓緊，硬銑得到終產(chǎn)品的裝軸承槽口108。

(9)以大端面105和任意兩個定位孔107定位，用磁力吸附法，在車削加工中心上車去毛坯回轉(zhuǎn)體上多余的回轉(zhuǎn)部分以及凸壁206，初步加工終產(chǎn)品的凸緣102。

(10)去除凸緣102相關的多余留量，包括內(nèi)壁內(nèi)側(cè)面205和槽底面203等處的多余留量，得到終產(chǎn)品的小外圓104和內(nèi)端面109等剩余相關部位的精尺寸，達成終產(chǎn)品質(zhì)量要求。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之內(nèi)。