[发明专利]一种加工薄壁通孔轴外圆面型面的内支撑方法

说明书

一种加工薄壁通孔轴外圆面型面的内支撑方法，包括如下步骤：步骤A，提供两个堵头，先将两个堵头本体塞入所述薄壁通孔轴零件的中通内腔的两端，在第一端侧的堵头本体中，顺序装配上充液垫片和压紧内螺母。将输油插管经由充液垫片插入所述薄壁通孔轴零件的内腔，之后将所述薄壁通孔轴零件竖直放置，使第一端侧在下方。步骤B，向所述薄壁通孔轴零件的内腔充入油液。对第二端侧进行封堵。步骤C，调转所述薄壁通孔轴零件竖直放置，对第一端侧进行封堵。至此完成对所述薄壁通孔轴零件的内支撑。本发明所提供的方法，通过在零件内腔充满油液形成内支撑，控制减小了加工变形，也就可以一次性完成对零件外圆面的型面加工，从而大大提升了生产效率。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种在对薄壁中空通孔细长轴零件的外圆面的型面进行车削或磨削加工时，通过内支撑来控制加工变形的方法。

背景技术

对于轴类零件，随着材料科学的进步，特别是用于航空发动机的具有中空通孔的轴类零件，其壁厚趋向于越来越小，且其外圆面通常会设置有多组型面。图1为一种用于航空发动机的薄壁通孔轴零件的剖视结构原理示意图，参见图1所示，该薄壁通孔轴零件100的长度L1大于800mm，轴身外圆直径D1为26mm，长径比超过30，轴身的壁厚不大于1.5mm，外圆的跳动要求不大于0.05。对于图1所示的薄壁通孔轴零件100，现有的生产过程中，轴身的外圆采用车削加工成形，部分台阶状型面会采用磨削方式制备，由于所述薄壁通孔轴零件100壁厚薄、刚性差，加工过程中，受力时极易产生弯曲变形，因此，为了保障外圆的跳动要求，现有的生产加工过程中，通常需要在轴身部位设置支撑装置，从而保障刚性，这样也就会造成加工需要分段进行，从而影响生产效率。此外，所述薄壁通孔轴零件100的外圆面通常还会设置有至少一组焊接连接的凸台部101这样的外围延伸结构，对于所述凸台部101，需要进行磨削加工以满足外圆面跳动，加工过程也很容易由于轴身的变形导致加工合格率低，也即是对所述凸台部101的加工难度也非常大。

申请人在2019年10月20日提交了申请号为201910997021.8，发明名称为“一种薄壁空心细长轴零件外圆面车削加工变形控制方法及装置”的专利申请，在该申请的技术方案中，提出了一种薄壁空心细长轴零件外圆面车削加工变形控制方法，通过在零件内孔中插入心棒，对零件形成支撑，从而增强工件的整体刚性，控制减小了车削变形，从而可以一次性完成对零件外圆面的车削加工，从而大大提升了生产效率。

但由于不同的航空发动机的具有中空通孔的轴类零件的外圆面的类似所述凸台部101的延伸结构的型面会有着较大的差异，在生产过程中，对于具有同一内径的不同的轴类零件，如果使用201910997021.8所提供的心棒，申请人发现在加工过程中会产生颤振的情况，因此会严重影响产品合格率。此外，使用201910997021.8所提供的心棒时，由于是过盈配合，因此插入和取出也比较费力。

发明人所在团队针对上述缺陷，在与本申请同日提交的名称为“一种薄壁轴零件加工变形控制方法”的申请中，提供了一种通过在薄壁轴零件内腔充满油液，从而对零件形成支撑，有效降低加工过程中变形影响的方法，该方法通过设计提供了一个可传递装配过程中，油液形变的特殊结构来实现对薄壁轴零件内腔油液的有效封闭，但由于其依赖由硅胶制成的特殊结构，因此在使用过程中发现，硅胶结构的使用寿命并不是很理想，且整个结构比较复杂，因此使用中成本较高。

发明人所在团队对上述方案进行了改进，在与本申请同日提交的名称为“一种薄壁通孔轴零件加工方法”的申请中，对用于封闭油液实现内支撑的结构进行了改进，大大简化了使用硅胶或橡胶等易耗材料制成的密封结构的复杂程度，从而降低了使用成本。

但在这两个方案中，向零件内腔充油的过程均需在油槽中进行，因此还是存在着操作者操作环境较恶劣，容易造成油液污染环境的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加工薄壁通孔轴外圆面型面的内支撑方法，以减少或避免前面所提到的问题。