CN113814666A - 浮动盘端面油楔铣削加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发动机制造加工技术领域，具体涉及一种浮动盘端面油楔铣削加工方法，对零件进行两次粗车工艺，去大余量，分别车内孔、外圆和端面，对零件进行两次精车工艺，分别车内孔、外圆、端面和工艺台阶，使用磨削和研磨工序，对端面和内孔进行加工，以磨出内孔为基准，精车外圆，铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽，将铣出油楔面抛光至Ra0.4，对外圆进行精车工艺对零件进行气相沉积，对零件的尺寸进行复检，通过上述步骤的设置实现提高加工浮动盘端面油楔面的加工质量稳定性和加工的质量。
Description
技术领域
本发明涉及发动机制造加工技术领域，尤其涉及一种浮动盘端面油楔铣削加工方法。
背景技术
为了保证适应对国际海事组织对排放的要求，各主机厂着手进行双燃料机的研制，由于液化天然气具有经济性好，排放低的优点，成为了研究的重点。近年来，新一代的双燃料发动机技术正从中高速机向低速机领域拓展，对于这种二冲程的双燃料机，需要突破大流量和高压比高效压气机设计、高膨胀比高效涡轮设计等关键技术，由此产品的加工难度无形增大。
目前浮动盘端面油楔面的加工方法是采用传统的磨床进行手动磨削加工，加工浮动盘端面油楔面的加工质量稳定性差，加工的质量不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浮动盘端面油楔铣削加工方法，旨在解决现有技术中的加工浮动盘端面油楔面的加工质量稳定性差，加工的质量不佳的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种浮动盘端面油楔铣削加工方法，包括如下步骤：
将零件进行热处理后，对零件进行两次粗车工艺，去大余量，分别车内孔、外圆和端面；
对零件进行两次精车工艺，分别车内孔、外圆、端面和工艺台阶；
使用磨削和研磨工序，对端面和内孔进行加工，端面单边有0.05mm余量，内孔留有0.5mm余量，铣内孔基圆和油楔时铣出；
以磨出内孔为基准，精车外圆，外圆与油楔面磨工具间隙配合；
铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽；
磨削和研磨端面完成后，所加工端面作铣端面油楔时与工装的贴合面；
将铣出油楔面抛光至Ra0.4；
对外圆进行精车工艺；
对零件进行气相沉积；
对零件的尺寸进行复检。
其中，在将零件进行热处理后，对零件进行两次粗车工艺，去大余量，分别车内孔、外圆和端面的步骤中：
根据精车尺寸，将零件车内孔、外圆和端面的余量单边均为0.5mm。
其中，在对零件进行两次精车工艺，分别车内孔、外圆、端面和工艺台阶的步骤中：
内孔到单边留有0.2mm余量，两端面留有0.3mm磨削余量，增外圆余量增多3mm，将台阶增至6mm，15°斜面加工到位后，不再车削。
其中，在铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽的步骤中，铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽的过程为：
铣第一面时，使用三爪卡盘装夹，铣出第一面油槽、排屑槽、磨损终止线、U型定位槽；
使用油楔面铣工具，外圆和U型槽定位，端面贴紧，搭压板，铣第二面油槽、排屑槽、磨损终止线、20°工艺U型定位槽，同时铣出内孔油楔和基圆。
其中，在将铣出油楔面抛光至Ra0.4的步骤之前：
使用所述油楔面铣工具，内孔定位，搭压板压紧，复校浮动盘上表面跳动低于0.006mm，分步铣两面的十二扇油楔面，粗糙度达到Ra0.6以内。
本发明还提供一种采用上述所述的一种浮动盘端面油楔铣削加工方法的油楔面磨工具，包括底座、芯轴、轴承、第一定位盘、保护罩、分度盘、第一手柄、第二手柄和插销，所述保护罩与所述底座固定连接，并位于所述底座的上方，所述芯轴与所述底座固定连接，并位于所述保护罩的内部，所述芯轴与所述第一定位盘左旋正螺旋面配合，所述轴承设置于所述第一定位盘的内部，所述分度盘设置于所述第一定位盘的上方，所述第一手柄与所述第一定位盘固定连接，并位于所述第一定位盘的外侧壁，所述第二手柄与所述分度盘固定连接，并位于所述分度盘的外侧壁，所述分度盘上设置有所述插销。
本发明还提供一种采用上述所述的一种浮动盘端面油楔铣削加工方法的油楔面铣工具，包括第二定位盘、多个压板和螺钉，所述第二定位盘上设置有多个所述压板，所述螺钉贯穿所述压板，并插入至所述第二定位盘内。
本发明的有益效果体现在：通过首先将零件进行热处理后，对零件进行两次粗车工艺，去大余量，分别车内孔、外圆和端面，再对零件进行两次精车工艺，分别车内孔、外圆、端面和工艺台阶，然后使用磨削和研磨工序，对端面和内孔进行加工，端面单边有0.05mm余量，防止后续铣削端面油槽之后端面变形，导致平面度和平行度超差，内孔留有0.5mm余量，铣内孔基圆和油楔时铣出，再以磨出内孔为基准，精车外圆，外圆与油楔面磨工具间隙配合，然后铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽，再磨削和研磨端面完成后，所加工端面作铣端面油楔时与工装的贴合面，再将铣出油楔面抛光至Ra0.4，然后对外圆进行精车工艺，再对零件进行气相沉积，最后对零件的尺寸进行复检，实现了提高加工浮动盘端面油楔面的加工质量稳定性和加工的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的浮动盘端面油楔铣削加工方法的步骤流程图。
图2是本发明的铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽的步骤流程图。
图3是本发明的零件的结构示意图。
图4是本发明的油楔面磨工具的结构示意图。
图5是本发明的油楔面铣工具的结构示意图。
图6是本发明的图5的A-A线结构剖视图。
1-油楔面磨工具、2-油楔面铣工具、3-零件、11-底座、12-芯轴、13-轴承、14-第一定位盘、15-保护罩、16-分度盘、17-第一手柄、18-第二手柄、19-插销、21-第二定位盘、22-压板、23-螺钉。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图3，本发明提供了一种浮动盘端面油楔铣削加工方法，包括如下步骤：
S1：将零件3进行热处理后，对零件3进行两次粗车工艺，去大余量，分别车内孔、外圆和端面，根据精车尺寸，将零件3车内孔、外圆和端面的余量单边均为0.5mm；
S2：对零件3进行两次精车工艺，分别车内孔、外圆、端面和工艺台阶，内孔到单边留有0.2mm余量，两端面留有0.3mm磨削余量，增外圆余量增多3mm，将台阶增至6mm，15°斜面加工到位后，不再车削，车削时增大外圆余量，留出后续铣削工序需要U型定位槽位置；
S3：使用磨削和研磨工序，对端面和内孔进行加工，端面单边有0.05mm余量，内孔留有0.5mm余量，铣内孔基圆和油楔时铣出；
S4：以磨出内孔为基准，精车外圆，外圆与油楔面磨工具1间隙配合；
S5：铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽；
S6：磨削和研磨端面完成后，所加工端面作铣端面油楔时与工装的贴合面；
S7：使用所述油楔面铣工具2，内孔定位，搭压板22压紧，复校浮动盘上表面跳动低于0.006mm，分步铣两面的十二扇油楔面，粗糙度达到Ra0.6以内；
S8：将铣出油楔面抛光至Ra0.4；
S9：对外圆进行精车工艺；
S10：对零件3依次进行去毛刺、尺寸检验和探伤；
S11：对零件3进行气相沉积；
S12：对零件3的尺寸进行复检。
在本实施方式中，首先将零件3进行热处理后，对零件3进行两次粗车工艺，去大余量，分别车内孔、外圆和端面，根据精车尺寸，将零件3车内孔、外圆和端面的余量单边均为0.5mm，然后对零件3进行两次精车工艺，分别车内孔、外圆、端面和工艺台阶，内孔到单边留有0.2mm余量，两端面留有0.3mm磨削余量，增外圆余量增多3mm，将台阶增至6mm，15°斜面加工到位后，不再车削，车削时增大外圆余量，留出后续铣削工序需要U型定位槽位置，再使用磨削和研磨工序，对端面和内孔进行加工，端面单边有0.05mm余量，防止后续铣削端面油槽之后端面变形，导致平面度和平行度超差，内孔留有0.5mm余量，铣内孔基圆和油楔时铣出，然后以磨出内孔为基准，精车外圆，外圆与油楔面磨工具1间隙配合，再铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽，然后磨削和研磨端面完成后，所加工端面作铣端面油楔时与工装的贴合面，使用所述油楔面铣工具2，内孔定位，搭压板22压紧，复校浮动盘上表面跳动低于0.006mm，分步铣两面的十二扇油楔面，粗糙度达到Ra0.6以内，再将铣出油楔面抛光至Ra0.4，然后对外圆进行精车工艺，再对零件3依次进行去毛刺、尺寸检验和探伤，然后对零件3进行气相沉积，提高表面耐磨性，最后对零件3的尺寸进行复检，提高加工浮动盘端面油楔面的加工质量稳定性和加工的质量。
进一步地，在铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽的步骤中，铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽的过程为：
S51：铣第一面时，使用三爪卡盘装夹，铣出第一面油槽、排屑槽、磨损终止线、U型定位槽；
S52：使用油楔面铣工具2，外圆和U型槽定位，端面贴紧，搭压板22，铣第二面油槽、排屑槽、磨损终止线、20°工艺U型定位槽，同时铣出内孔油楔和基圆。
在本实施方式中，在铣第一面时，使用三爪卡盘装夹，铣出第一面油槽、排屑槽、磨损终止线、U型定位槽，然后使用油楔面铣工具2，外圆和U型槽定位，端面贴紧，搭压板22，铣第二面油槽、排屑槽、磨损终止线、20°工艺U型定位槽，同时铣出内孔油楔和基圆，精车过程中，由于余量过多和“打刀”现象，影响零件3质量，在不增加外圆余量的情况下，将其优化为铣U型槽，圆柱销可由Φ2增至Φ3.5，圆柱销强度增加，同时对圆柱销的中心距尺寸要求降低，降低了加工难度。
请参阅图4，本发明提供了一种油楔面磨工具1，包括底座11、芯轴12、轴承13、第一定位盘14、保护罩15、分度盘16、第一手柄17、第二手柄18和插销19，所述保护罩15与所述底座11固定连接，并位于所述底座11的上方，所述芯轴12与所述底座11固定连接，并位于所述保护罩15的内部，所述芯轴12与所述第一定位盘14左旋正螺旋面配合，所述轴承13设置于所述第一定位盘14的内部，所述分度盘16设置于所述第一定位盘14的上方，所述第一手柄17与所述第一定位盘14固定连接，并位于所述第一定位盘14的外侧壁，所述第二手柄18与所述分度盘16固定连接，并位于所述分度盘16的外侧壁，所述分度盘16上设置有所述插销19。
在本实施方式中，所述油楔面磨工具1由所述底座11、所述芯轴12、所述轴承13、所述第一定位盘14、所述保护罩15、所述分度盘16、所述第一手柄17、所述第二手柄18和所述插销19组成，所述芯轴12与所述第一定位盘14采用左旋正螺旋面配合，以此结构来加工浮动盘端面油楔。
请参阅图5和图6，本发明提供了一种油楔面铣工具2，包括第二定位盘21、多个压板22和螺钉23，所述第二定位盘21上设置有多个所述压板22，所述螺钉23贯穿所述压板22，并插入至所述第二定位盘21内。
在本实施方式中，所述油楔面铣工具2由所述第二定位盘21、多个所述压板22和所述螺钉23组成，所述第二定位盘21下底面与设备工作台相连，所述第二定位盘21上表面台阶圆与浮动盘油楔内孔小间隙配合，所述压板22压紧，铣削时，零件3装夹之后，复校上表面跳动低于0.006mm，工作台按A-A线轴旋转90°，使用刀具侧刃铣削，共分四刀，第一刀铣削深度0.003mm，铣削完之后，工作台回正，通过杠杆千分表在线检测端面油楔内外升程，得到内外升程差值再计算A轴补偿角度，再铣削第二刀，铣削深度0.006mm，复校内外升程差值，小于0.006mm，为了控制浮动盘精车后不易变形，外圆处工艺凸台余量为3mm，在3mm的范围内设计20°油楔正反面定位方式，采用U性槽定位，降低工艺定位结构的加工难度，同时将定位销改为Φ3.5，圆柱销强度增大，增加了工装使用寿命，采用五轴数控铣削加工，利用数控程序加工端面油楔，其铣削工具结构简单，制作周期短，其加工范围扩大，此种加工方式不受限于浮动盘端面厚度，且采用数控铣削具有在线检测功能，提高生产进度，留余量进行试切削，设备在线检测功能检测内外深度差值，换算成设备A轴补偿角度差值，最终零件3加工时A轴应旋转90°补偿至旋转90.026°，使端面油楔内外跳动在0.003以内。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种浮动盘端面油楔铣削加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
将零件进行热处理后，对零件进行两次粗车工艺，去大余量，分别车内孔、外圆和端面；
对零件进行两次精车工艺，分别车内孔、外圆、端面和工艺台阶；
使用磨削和研磨工序，对端面和内孔进行加工，端面单边有0.05mm余量，内孔留有0.5mm余量，铣内孔基圆和油楔时铣出；
以磨出内孔为基准，精车外圆，外圆与油楔面磨工具间隙配合；
铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽；
磨削和研磨端面完成后，所加工端面作铣端面油楔时与工装的贴合面；
将铣出油楔面抛光至Ra0.4；
对外圆进行精车工艺；
对零件进行气相沉积；
对零件的尺寸进行复检。
2.如权利要求1所述的浮动盘端面油楔铣削加工方法，其特征在于，在将零件进行热处理后，对零件进行两次粗车工艺，去大余量，分别车内孔、外圆和端面的步骤中：
根据精车尺寸，将零件车内孔、外圆和端面的余量单边均为0.5mm。
3.如权利要求1所述的浮动盘端面油楔铣削加工方法，其特征在于，在对零件进行两次精车工艺，分别车内孔、外圆、端面和工艺台阶的步骤中：
内孔到单边留有0.2mm余量，两端面留有0.3mm磨削余量，增外圆余量增多3mm，将台阶增至6mm，15°斜面加工到位后，不再车削。
4.如权利要求1所述的浮动盘端面油楔铣削加工方法，其特征在于，在铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽的步骤中，铣两端面油槽、排屑槽、磨损终止线和20°工艺U型定位槽的过程为：
铣第一面时，使用三爪卡盘装夹，铣出第一面油槽、排屑槽、磨损终止线、U型定位槽；
使用油楔面铣工具，外圆和U型槽定位，端面贴紧，搭压板，铣第二面油槽、排屑槽、磨损终止线、20°工艺U型定位槽，同时铣出内孔油楔和基圆。
5.如权利要求1所述的浮动盘端面油楔铣削加工方法，其特征在于，在将铣出油楔面抛光至Ra0.4的步骤之前：
使用所述油楔面铣工具，内孔定位，搭压板压紧，复校浮动盘上表面跳动低于0.006mm，分步铣两面的十二扇油楔面，粗糙度达到Ra0.6以内。
6.采用如权利要求1所述的浮动盘端面油楔铣削加工方法的油楔面磨工具，其特征在于，
所述油楔面磨工具包括底座、芯轴、轴承、第一定位盘、保护罩、分度盘、第一手柄、第二手柄和插销，所述保护罩与所述底座固定连接，并位于所述底座的上方，所述芯轴与所述底座固定连接，并位于所述保护罩的内部，所述芯轴与所述第一定位盘左旋正螺旋面配合，所述轴承设置于所述第一定位盘的内部，所述分度盘设置于所述第一定位盘的上方，所述第一手柄与所述第一定位盘固定连接，并位于所述第一定位盘的外侧壁，所述第二手柄与所述分度盘固定连接，并位于所述分度盘的外侧壁，所述分度盘上设置有所述插销。
7.采用如权利要求4所述的浮动盘端面油楔铣削加工方法的油楔面铣工具，其特征在于，
所述油楔面铣工具包括第二定位盘、多个压板和螺钉，所述第二定位盘上设置有多个所述压板，所述螺钉贯穿所述压板，并插入至所述第二定位盘内。
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