[发明专利]一种大深径比阶梯孔加工方法

说明书

本发明公开了一种大深径比阶梯孔加工方法，具有如下步骤：S1、测量被加工孔段n个等距截面处的孔径及对应的Z向坐标；S2、计算最小加工余量δ₁和最大加工余量δ₂；S3、判断截面孔径是否进入尺寸公差；S4判断内孔形状；S5、根据内孔形状确定砂轮运动轨迹；S6、砂轮沿运动轨迹往复磨削m个循环；S7、测量被加工孔段n个等距截面处的孔径及对应的Z向坐标，并计算最小加工余量δ₁和最大加工余量δ₂；S8、判断EI‑ES≤δ₁≤0，且0≤δ₂≤ES‑EI是否成立，是，执行步骤S9，否，执行步骤S3；S9、完成加工。该修整加工方法采用了测量修整一体化加工，能实现三种典型零件内孔的精密修整加工，保证了内孔的形状精度，缩短内孔修整时间，提高零件的生产效率和一致性。

技术领域

本发明属于内圆精密磨削加工领域，特别涉及一种大深径比阶梯孔加工方法。

背景技术

具有大深径比特征的薄壁筒零件广泛应用于航空航天、军事、起重器械等领域，作动筒作为飞机起落架的关键液压运动部件，其加工精度和加工质量决定了飞机起落架的使用性能和安全性。

为满足现代飞机高性能、高安全性和高可靠性的飞行要求，对大深径比薄壁作动筒(孔径≤100mm，深径比≥12)的加工精度提出了更高的要求，为保障零件的强度，该类零件通常采用高强钢锻造成形，再通过大量的材料去除(材料去除量超过87％)获得薄壁筒件，期间还需要经过多道热处理工艺，最后通过精密磨削加工获得高精度的作动筒件。磨削前零件经过去应力退火，大深径比薄壁零件热处理后内孔尺寸精度差，为保证零件可靠加工，磨削阶段的加工余量较大(直径去除量为1.5～3mm)，材料加工难度大，且加工用磨杆(长度≥1m，直径≤50mm)刚性差，砂轮让刀严重，阶梯孔各孔段加工尺寸难于控制。由于内孔加工时材料去除不均匀，磨削加工后内孔易出现三类典型形状，其中包括两端孔径小中间孔径大的腰鼓形内孔、两端孔径大中间孔径小的马鞍形内孔、一端孔径大一端孔径小的锥形内孔，造成阶梯孔各孔段的尺寸精度和圆柱度误差不满足设计要求。为避免零件报废带来的极大经济损失，对不满足要求零件进行内孔修整加工，但修整加工难度较大，尤其是当部分截面内孔孔径已经进入尺寸公差或接近最大极限尺寸，而另一部分截面内孔孔径尚不满足公差要求，若采用全孔段磨削修整极易造成工件尺寸超差，导致零件报废。

为解决该类零件加工过程中出现的上述问题，目前在普通深孔磨床上针对一端孔径大一端孔径小的锥形内孔主要通过机床“调稍”解决，而针对两端孔径小中间孔径大的腰鼓形内孔和两端孔径大中间孔径小的马鞍形内孔只能依靠操作者根据经验控制机床对不合格位置进行分段修磨，最后通过光磨消除接刀痕，保证零件阶梯孔的尺寸精度和圆柱度要求。由于作动筒内孔尺寸公差小，材料去除量少，且每个零件的锥形误差不同，同时由于磨杆弹性让刀导致实际去除量小于理论材料去除量，且实际去除量与理论材料去除量的关系随加工参数变化，因此操作工人只能根据经验手动控制机床对不满足尺寸要求的部位进行反复测量和修磨加工，且机床难以精确调整到指定位置，该调整极其复杂，对操作者技术要求极高，劳动强度大，易出现欠修或者过修的问题，极易导致零件尺寸超差，使得零件报废，对生产造成极大的经济损失，且该过程费时费力，零件加工精度一致性差，难以实现自动化加工。

为此急需提出或发明一种大深径比阶梯孔加工方法，保证零件的加工精度，缩短零件修整时间，提高零件的生产效率和尺寸精度一致性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种大深径比阶梯孔加工方法，解决了大深径比阶梯孔在磨削过程中由于材料去除不均匀导致的腰鼓形、马鞍形及锥形误差的问题，保证零件加工的尺寸精度和圆柱度，缩短零件修整时间，提高零件的生产效率和一致性，本发明采用的技术手段如下：

一种大深径比阶梯孔加工方法，具有如下步骤：