[发明专利]薄壁钛合金机匣同轴精密斜孔的加工方法

说明书

本发明公开了一种薄壁钛合金机匣同轴精密斜孔的加工方法，其应用主轴摆动式五轴数控机床，采用夹具将待加工的薄壁钛合金机匣垫起一定高度后，采用摆动主轴从薄壁钛合金机匣的两端开口分别加工精密孔一和精密孔二，主轴摆动式五轴加工中心可以向上翻转50度，满足加工中介机匣上下两端精密孔的行程要求，将待加工的薄壁钛合金机匣垫起一定高度后，可以通过主轴上下偏摆分别加工薄壁钛合金机匣上下两端的精密孔，镗刀采用多段直线进刀方式，既避开了干涉位置又可对精密孔进行镗削加工，实现了一次装夹中介机匣后完成上下两端的精密孔的加工，避免了多次装夹所带来的找正误差，保证了两个精密孔的同轴度。

技术领域

本发明涉及数字化制造技术领域，特别地，涉及一种薄壁钛合金机匣同轴精密斜孔的加工方法。

背景技术

新一代航机逐步向大功率，较长飞行时间方向发展，所以对于航空发动机性能的要求较高，中介机匣是航空发动机上最重要的承力机构，内部除了有大量的油管、气管、电缆，还有轴颈用于支承转子，往外将发动机载荷传递给飞机。中介机匣结构非常复杂，是涉及部件及附件最多的发动机单元体。

1)零件的多层薄壁环结构刚性不足。

某大发机型的中介机匣，零件为整体钛合金铸造结构，高190mm，最大外径为750mm，其结构在周向分为内外三层，每层最大厚度为2-3mm，零件外层与中层由7处支板连接，中层与内层由4处支板连接，零件整体结构复杂，外径较大，每一层都很薄，属于典型的薄壁件，薄壁与复杂的结构使得零件的刚性和机械加工性能很差，加工过程刀具和零件都会产生一定振动，当刀具与零件发生共振时，零件加工部位会发出刺耳的共鸣声，加工表面出现明显的振纹。

2)零件两精密孔同轴度要求较高。

如图1所示，某型发动机机匣为薄壁钛合金机匣，两端分别具有精密孔一1和精密孔二2，精密孔一1和精密孔二2虽然同轴，但分别位于零件两端，由于两外端精密孔的孔径比中间通道孔径大，所以零件需要两次装夹，两精密孔需要从零件的正反两端分别进行加工，不能从孔的一端一次加工完成，而两精密孔的同轴度较高，加工难度较大。

3)零件外形对精密孔孔口产生干涉。

分别从零件两端加工两精密孔时，精密孔孔口进刀位置会对镗刀进退刀产生干涉，如图2所示，加工零件内端的精密孔二2时，镗刀需与零件轴线成一夹角，通过零件内腔倾斜向下对精密孔二2进行加工，镗刀在下刀时会与零件第二端开口位置3处发生干涉；在加工零件外端的精密孔一1时，镗刀需倾斜向上与零件轴线成一夹角，通过零件内腔倾斜向上对精密孔一1进行加工，镗刀在进刀时会与零件第一端开口位置4处发生干涉，因此，镗刀不能直接对精密孔进行加工，需要安装较长的加长杆，偏置一定距离进入后方可进行镗削加工，再偏置退出。

4)零件需要分正反两端装夹加工。

两精密孔位于零件正反两端，由于干涉和AC转台旋转的五轴数控机床的旋转行程，在A、C转台旋转的五轴数控机床上一次只能加工一个精密孔，翻面再装夹找正加工第二个精密孔，而两次装夹会带来一定的找正误差，两个精密孔的同轴度无法保证。

5)精密孔表面粗糙度要求高。

两精密孔表面粗糙度要求较高，零件的结构较薄和复杂，同样刚性很差，加工时零件很容易产生振动，致使精密孔表面有较深的振纹，无法满足粗糙度要求。

发明内容

本发明提供了一种薄壁钛合金机匣同轴精密斜孔的加工方法，以解决现有的中介机匣加工两端的同轴精密斜孔时需要两次装夹、两精密孔同轴度不符合要求的技术问题。