[发明专利]一种多层材料舱体外层法向孔加工工艺方法

说明书

一种多层材料舱体外层法向孔加工工艺方法，步骤如下：(1)根据舱体内层上基准孔的尺寸，从舱体内层向外加工预加工工艺通孔，所述的通孔直径小于基准孔直径且保证通孔与基准孔同轴度满足要求；(2)将已经预加工工艺通孔的舱体装夹在机床上并安装芯轴；所述的芯轴为圆柱状台阶轴，芯轴大径与基准孔之间采用间隙配合；芯轴小径穿过预加工的工艺通孔；(3)调整芯轴轴线方向与机床主轴方向两者同轴，完成后拆除芯轴；(4)利用机床根据舱体外层理论孔径加工法向孔。本发明所述的方法通过设计制造具备一定精度要求的芯轴，将舱体内层基准孔引出至舱体外层无干涉区域，并利用三轴机床和双角度转台实现法向孔的高精度找正及低成本、高质量的加工。

技术领域

本发明涉及一种多层材料舱体外层法向孔加工工艺方法，它是一种基于三轴机床的法向孔精密加工工艺方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

目前，针对曲面法向孔加工的工艺方法主要有两种：一种是利用五轴联动机床加工；另外一种是利用特定的法向孔钻模加工。

五轴联动机床可以提供3个直线自由度和2个旋转自由度，可以实现刀轴朝向任意姿态，是目前法向特征加工的最主要途径。但这种加工方式只适用于法向特征的轴线方向和中心位置精确已知的情况，本发明所述的多层材料舱体在外表面成型、加工的过程中会造成舱体的变形，因此其法向孔相对于整个舱体的加工基准的位置及姿态和图纸的理论位置及姿态存在一定的偏差，此时针对法向特征的轴线方向和中心位置未知的情况，该加工方式已不再适用。

利用法向孔钻模加工需要使用手持钻孔设备进行配打孔操作，加工过程受到钻削反作用力的影响，手持钻孔设备会产生振动，很容易造成加工孔径超差及加工后的孔壁表面质量较差的情况，无法满足高质量高精度的加工要求。

因此，迫切需要一种能精确找正此类多层材料舱体法向孔轴线方向及中心位置，并精密加工的工艺方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：提供一种多层材料舱体外层法向孔加工工艺方法，本方法可将加工基准从舱体内层精确引出至外层无干涉区域，并利用三轴机床和双角度转台实现法向孔的精密找正和低成本、高质量的加工。

本发明的技术方案是：一种多层材料舱体外层法向孔加工工艺方法，包括以下步骤：

S1：根据舱体内层上基准孔的尺寸，从舱体内层向外加工预加工工艺通孔，所述的通孔直径小于基准孔直径且保证通孔与基准孔同轴度满足要求；

S2：将已经预加工工艺通孔的舱体装夹在机床上并安装芯轴；所述的芯轴为圆柱状台阶轴，芯轴大径与基准孔之间采用间隙配合；芯轴小径穿过预加工的工艺通孔；

S3：调整芯轴轴线方向与机床主轴方向两者同轴，完成后拆除芯轴；

S4：利用机床根据舱体外层理论孔径加工法向孔。

其中：所述的预加工工艺通孔采用在基准孔上安装钻套的形式保证加工余量及同轴度；所述钻套是一种与所述的基准孔存在间隙配合关系的圆柱状空心套筒，间隙配合的最大间隙不大于0.3mm，钻套壁厚不小于0.5mm。

其中：所述芯轴的小径圆柱段和大径圆柱段同轴度不大于0.02mm。芯轴大径圆柱段与基准孔的最大配合间隙不大于0.04mm。芯轴小径的直径不大于所述的钻套的内径-1mm，小径圆柱段伸出舱体外表面的长度不小于30mm。。

其中：所述的机床采用三轴机床和角度调节工装实现法向孔的加工，其中，角度调节工装采用双角度转台，找正方法为：先盘表找正芯轴小径圆柱段上的某一个截面，径跳不大于0.02mm，然后找正芯轴小径圆柱段上另一个截面，径跳不大于0.02mm，两个截面沿芯轴轴向的距离不小于20mm。

本发明与现有技术相比的有益效果是：