[发明专利]用于细长轴工件的壁厚差控制和修偏的加工设备及方法

说明书

本发明公开了一种用于细长轴工件的壁厚差控制和修偏的加工设备及方法。用于细长轴工件的壁厚差控制和修偏的加工设备，包括用于从细长轴工件的两端夹持细长轴工件并使细长轴工件自动对中的自动对中夹持机构、用于从细长轴工件的侧壁面支撑细长轴工件的支撑机构、用于对细长轴工件的中心轴孔进行加工的加工刀具以及用于将加工刀具引入细长轴工件的中心轴孔的刀具引导机构。确保细长轴工件始终处于预定的设置位置以及保证细长轴工件在加工过程中的结构稳定性。细长轴工件在进行精确定位的情况下精确加工，从而实现对细长轴工件的壁厚差控制以及修偏。适应于涡桨及涡轴系列发动机的细长轴零件的壁厚差控制和修偏。

技术领域

本发明涉及涡桨发动机细长轴壁厚差控制及修偏技术领域，特别地，涉及一种用于细长轴工件的壁厚差控制和修偏的加工设备。此外，本发明还涉及一种细长轴工件的壁厚差控制和修偏的加工设方法。

背景技术

随着近年来涡桨及涡轴系列发动机型号的增加及性能要求的提升，作为其核心传动零件—动力长轴的设计结构特征也向多台阶孔、多直径范围、大长径比的方向改变，这给壁厚差的控制增加了难度。由于壁厚差直接影响着动力长轴在高速旋转工作状态下的稳定性，而目前并没有类似结构的专用设备及工艺方法，所以摸索出一套细长轴壁厚差控制及修偏的方案已经迫在眉睫。

发明内容

本发明提供了一种用于细长轴工件的壁厚差控制和修偏的加工设备及方法，以解决涡桨及涡轴系列发动机的细长轴零件的壁厚差控制及修偏的工艺缺失的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于细长轴工件的壁厚差控制和修偏的加工设备，包括用于从细长轴工件的两端夹持细长轴工件并使细长轴工件自动对中的自动对中夹持机构、用于从细长轴工件的侧壁面支撑细长轴工件的支撑机构、用于对细长轴工件的中心轴孔进行加工的加工刀具以及用于将加工刀具引入细长轴工件的中心轴孔的刀具引导机构。

进一步地，自动对中夹持机构包括通过锥形孔顶抵于细长轴工件的尾端的尾座侧锥盘以及通过锥形孔顶抵于细长轴工件的主轴端的主轴侧锥盘；尾座侧锥盘与主轴侧锥盘同轴布置。

进一步地，尾座侧锥盘连有用于将尾座侧锥盘向主轴侧锥盘方向推送以使细长轴工件分别与两端的尾座侧锥盘和主轴侧锥盘相互作用并进行自动对中的第一施力机构；和/或主轴侧锥盘连有用于将主轴侧锥盘向尾座侧锥盘方向推送以使细长轴工件分别与两端的尾座侧锥盘和主轴侧锥盘相互作用并进行自动对中的第二施力机构。

进一步地，支撑机构采用至少一个数控机床自带并包裹细长轴工件中部的中心架；尾座侧锥盘、中心架和主轴侧锥盘同轴布置。

进一步地，中心架设置有多个；多个中心架沿细长轴工件等间距布置，或者细长轴工件的每一节段上均分布有至少一个中心架。

进一步地，加工刀具包括刀头和刀杆。

进一步地，刀具引导机构包括与自动对中夹持机构同轴线布置并顶靠于自动对中夹持机构上的引导套、套设于刀杆中部的支撑套以及套设于刀杆末端用于降低刀头加工过程中产生的震动的减震套。

进一步地，引导套的刀头引入口设置为用于使刀头沿锥面滑入的锥形开口。

根据本发明的另一方面，还提供了一种细长轴工件的壁厚差控制和修偏的加工设方法，包括以下步骤：对细长轴工件采用两端顶起和中心架支撑的装夹方式进行夹持固定；采用数控深孔钻设备进行钻孔和扩孔加工；根据细长轴工件内的不同孔径大小，采用超声波测壁厚以及直线度仪侧偏心的方式检查内孔的偏斜情况，通过及时的修偏，以保证台阶孔之间的同轴度，进而修正细长轴工件外表面各个节段工艺台与细长轴工件各个台阶内孔同轴；在数控车床工序，通过对细长轴工件进行两端夹持和中心架支撑工艺台的方式进行固定，进行细长轴工件的外型车削，并采用中心架跟进车削，保证细长轴工件在任一截面径向厚度的一致性，满足厚度差要求。