CN113814667B - 一种三角轴套的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床加工领域，具体涉及一种三角轴套的加工方法，包括：获取试棒并进行检测；对试棒的内圆孔进行加工；对加工后的试棒进行热处理；半精车大外圆和内圆孔；采用第一工装夹紧试棒对试棒的外圆和两个端面进行精加工；采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔。在制造前对试棒的质量进行了检测，然后加工出内圆孔去除多余的余量，然后热处理以提高强度，减小形变，之后进行半精车和精加工以保证加工质量，采用慢走丝线切割，放电加工，不接触零件，依靠设备的自身精度，能更好的控制加工质量。

Description

一种三角轴套的加工方法

技术领域

本发明涉及机床加工领域，尤其涉及一种三角轴套的加工方法。

背景技术

三角轴套是该型涡轮机产品的关键零件，在机器运转过程中起到传递扭矩的作用。如图1所示。

三角轴套安装在主轴上，通过其内孔处的超长精密异形孔与主轴上的异形孔相配合，利用异形孔之间的贴合面积和配合精度，起到传递扭矩和动力的作用。三角轴套内孔处的超长精密异形孔，粗糙度和形位公差精度等级要求高，结合材料本身的机械加工性能和设计要求，导致加工方法受到很大的限制，并且常规的工艺方案难以保证设计要求。如果不能控制粗糙度和形位公差要求，就会导致整机振动大、寿命短、效率低，甚至出现安全事故。

该零件在现有的制造方案中存在以下难度；1、三角轴套材料为45CrNiMoVA,是一种低合金超高强度钢，要求硬度为HRC40-44，相对铣削加工而言，容易造成刀具磨损，从而导致加工结果不稳定，最终对加工刀具耐磨性能的要求高；2、内孔处的长径比达到3:1，铣削加工过程中的刀具系统刚性难以满足精度需求；3、粗糙度和形位公差精度要求高，常规铣削加工难以满足；内孔处的异形孔结构，常规的磨削又无法实现，对加工方案的制定提出了新要求。4、对线找正精度低，无法保证内孔和外圆同轴度要求。必须采取新方案，慢走丝线切割。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三角轴套的加工方法，旨在提高三角轴套的加工精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种三角轴套的加工方法，所述三角轴套包括异形孔和圆形孔，所述圆形孔位于所述异形孔的中部，所述三角轴套的加工方法包括：

获取试棒并进行检测；

对试棒的内圆孔进行加工；

对加工后的试棒进行热处理；

半精车大外圆和内圆孔；

采用第一工装夹紧试棒对试棒的外圆和两个端面进行精加工；

采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔。

其中，所述采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔之后，所述方法还包括：对试棒去毛刺并刻字，然后进行检验。

其中，所述异形孔为三角孔。

其中，所述获取试棒并进行检测的具体步骤是：

按照预设尺寸光出试棒的表面；

采用超声波检测试棒，合格后进行锻打；

将试棒的两个端面车平；

采用超声波检测对试棒进行检测。

其中，所述对试棒的内圆孔进行加工的具体步骤是：

在试棒中心沿轴向加工内圆孔并去锐边；

三爪夹持并找正试棒后，再次对内圆孔进行加工。

其中，所述半精车大外圆和内圆孔的具体步骤是：

硬三爪夹持试棒一端外圆，半精车另一端外圆到指定直径，并加工圆形孔；

在内圆孔中加工台阶孔和沉槽；

硬三爪夹持试棒另一端外圆，将一端外圆半精车到所述指定直径；

在内圆孔中加工台阶孔和沉槽；

将试棒进行调质。

其中，所述采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔的具体步骤是：

将第二工装压紧在慢走丝线切割的横梁上；

通过靠丝找正工装内孔，将第二工装内孔尺寸加工至试棒外圆尺寸；

将零件放入第二工装内孔，通过慢走丝割异形孔。

本发明的一种三角轴套的加工方法，包括：获取试棒并进行检测；对试棒的内圆孔进行加工；对加工后的试棒进行热处理；半精车大外圆和内圆孔；采用第一工装夹紧试棒对试棒的外圆和两个端面进行精加工；采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔。在制造前对试棒的质量进行了检测，然后加工出内圆孔去除多余的余量，然后热处理以提高强度，减小形变，之后进行半精车和精加工以保证加工质量，采用采用慢走丝线切割，放电加工，不接触零件，依靠设备的自身精度，能更好的控制加工质量，避免让刀问题；采用慢走丝线切割，有效避免了因零件的硬度问题导致刀具磨损而生产的不合格，并且相比刀具而言，成本极低。

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是本发明的转子部件部装图；

图2是本发明的三角轴套的结构图；

图3是本发明的一种三角轴套的加工方法的第一工序图；

图4是本发明的一种三角轴套的加工方法的第二工序图；

图5是本发明的一种三角轴套的加工方法的第三工序图；

图6是本发明的一种三角轴套的加工方法的第四工序图；

图7是本发明的一种三角轴套的加工方法的第五工序图；

图8是本发明的一种三角轴套的加工方法的第一工装图；

图9是本发明的一种三角轴套的加工方法的第二工装图；

图10是本发明的一种三角轴套的加工方法的流程图；

图11是本发明的获取试棒并进行检测的流程图；

图12是本发明的对试棒的内圆孔进行加工的流程图；

图13是本发明的半精车大外圆和内圆孔的流程图；

图14是本发明的采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔的流程图。

1-三角轴套、11-异形孔、12-圆形孔。

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。

请参阅图1～图14，本发明提供一种三角轴套的加工方法：所述三角轴套1包括异形孔11和圆形孔12，所述圆形孔12位于所述异形孔11的中部，此处以异形孔11为三角孔为例，所述三角轴套1的加工方法包括：

S101获取试棒并进行检测；

具体步骤是：

S201按照预设尺寸光出试棒的表面；

按尺寸φ79X263光出试棒的表面。

S202采用超声波检测试棒，合格后进行锻打；

按照毛坯图中的规范要求进行锻打。

S203将试棒的两个端面车平；

车平两端面，总长不小于146，粗糙度为Ra3.2，锐边倒角0.5X45°

S204采用超声波检测对试棒进行检测。

按规范进行超声波探伤,验收等级A1。

S102对试棒的内圆孔进行加工；

具体步骤是：

S301在试棒中心沿轴向加工内圆孔并去锐边；

按要求车试棒，在试棒中心沿轴向钻、车内孔至φ35通，去锐边。

S302三爪夹持并找正试棒后，再次对内圆孔进行加工。

三爪加持，大致找正后，沿轴向在圆棒中心钻、车内孔至φ35通。

S103对加工后的试棒进行热处理；

按规范要求只对试棒进行热处理，按规范要求对热处理后的试棒进行检查。

S104半精车大外圆和内圆孔；

具体步骤是：

S401硬三爪夹持试棒一端外圆，半精车另一端外圆到指定直径，并加工圆形孔12；

按照图3，硬三爪夹左端大外圆，半精车大外圆至φ71.4长80、中心处内孔φ38 -0.1 长20。

S402在内圆孔中加工台阶孔和沉槽；

车内孔处的两段台阶孔至φ39.8并加工沉槽至φ50.4宽19.4，车右端大端面保证总长144。

S403硬三爪夹持试棒另一端外圆，将一端外圆半精车到所述指定直径；

零件调头，按照图3，硬三爪夹大外圆，接车大外圆至φ71.4，车右端面至总长142.5。

S404在内圆孔中加工台阶孔和沉槽；

车中心处内孔φ38 -0.1 长20以及内孔处的两段台阶孔至φ39.8。

S405将试棒进行调质。

调质：HRC40-44。

按照图4，硬三爪夹左端大外圆，找正原外圆和端面跳动小于0.02mm后，车142.5尺寸右端面，半精加工接车大外圆至φ71.4、中心处右端内孔φ38-0.1，加工内孔处沉槽至φ39.8；

按照图5，硬三爪夹左端大外圆，找正原外圆和端面跳动小于0.2mm后，车55尺寸右端面，车右端大外圆至φ70.4-0.1，车中心处右端内孔φ38.6+0.1；零件调头，硬三爪夹已车大外圆φ70.4-0.1，接车大外圆至φ70.4-0.1，车左端面至总长140+0.2，车中心处左端内孔φ38.6+0.1；

按照图6，硬三爪夹持大外圆，找正外圆和端面跳动在0.05以内，磨内孔至尺寸φ39±0.01(注意批产时该尺寸尽量保证一致，本发明中使用设备能达到±0.001)。

S105采用第一工装夹紧试棒对试棒的外圆和两个端面进行精加工；

利用图8所示的第一工装，以S23加工的内孔为定位基准，磨外圆至φ70-0.1，保证同轴度0.01；光出两端面，保证垂直度0.01。

S106采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔11。

具体步骤是：

S501将第二工装压紧在慢走丝线切割的横梁上；

S502通过靠丝找正工装内孔，将工装内孔尺寸加工至试棒内孔尺寸；

S503将零件放入工装内孔，通过慢走丝割异形孔11。

利用图9所示的第二工装，该工装内孔初始尺寸φ50。将此工装压紧在慢走丝线切割的横梁后，通过靠丝大致找正工装内孔，将工装内孔尺寸φ50加工至φ70(该尺寸和零件的实际尺寸现场配做，保证间隙值-0.005至+0.005)；上述工作准备妥当，此时不在慢走丝的中心位置，将零件自由状态轻轻放入工装内孔，开始通过慢走丝割超长异形孔11。

S107对试棒去毛刺并刻字，然后进行检验。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、零件硬度HRC40-44，采取铣削方案，刀具磨损快，会导致尺寸公差、粗糙度、形位公差均无法保证；即使采取涂层刀具来加工，也无法避免精加工过程中的刀具磨损情况，从而无法实现批产和保证产品质量的稳定性。采用慢走丝线切割，有效避免零件硬度高的问题，并且相比刀具而言，成本极低；

2、零件内孔处的长径比达到3:1，采取铣削，刀具的长径比会达到5:1左右，根据刀具系统刚性与刀具直径和长度的关系，整个刀具系统刚性差，加工过程中出现不同程度的让刀现象，导致根本无法保证设计要求。采用慢走丝线切割，放电加工，不接触零件，依靠设备的自身精度，能更好的控制加工质量。

3、慢走丝线切割，通过铜丝对齐内孔的方法找正零件中心，铜丝直径和对齐的程度直接影响零件中心的定位，最终导致异形孔11和外圆的同轴度以及端面的垂直度超差；为此，设计专用工装，先将专用工装内孔留余量，利用慢走丝线切割加工专用工装内孔，使得专用工装的内孔尺寸与零件外圆尺寸达到微量过渡配合。这样，利用慢走丝设备加工专用工装内孔，自动定心，避免对刀误差；再者，专用工装的内孔尺寸与零件外圆尺寸达到微量过渡配合，在零件自重的作用力下，都能使得零件外圆和专用工装的内孔同轴度得到极大的保证。通过设计专用工装，保证专用工装和零件在同一设备同一时段同时加工，提高了重复定位精度，避免了对刀误差，很好的保证了零件的尺寸、粗糙度及形位公差要求。

4、专用工装的设计，增加了四条排气槽，方便零件在微量过渡配合的情况下装入。在微量过渡配合下，内孔和外圆贴合处利用油膜的润滑和吸附作用，让零件和专用工装结合为一个整体，不至于在加工过程中分离。

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 (3)

1.一种三角轴套的加工方法，其特征在于，

所述三角轴套包括异形孔和圆形孔，所述异形孔为三角孔，所述圆形孔位于所述异形孔的中部，所述三角轴套的加工方法包括：

获取试棒并进行检测；

对试棒的内圆孔进行加工；

对加工后的试棒进行热处理；

半精车大外圆和内圆孔；

采用第一工装夹紧试棒对试棒的外圆和两个端面进行精加工；

采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔；

所述对试棒的内圆孔进行加工的具体步骤是：

在试棒中心沿轴向加工内圆孔并去锐边；

三爪夹持并找正试棒后，再次对内圆孔进行加工；

所述半精车大外圆和内圆孔的具体步骤是：

硬三爪夹持试棒一端外圆，半精车另一端外圆到指定直径，并加工圆形孔；

在内圆孔中加工台阶孔和沉槽；

硬三爪夹持试棒另一端外圆，将一端外圆半精车到所述指定直径；

将试棒进行调质；

所述采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔的具体步骤是：

将第二工装压紧在慢走丝线切割的横梁上；

通过靠丝找正工装内孔，将第二工装内孔尺寸加工至试棒外圆尺寸；

将零件放入第二工装内孔，通过慢走丝割异形孔。

2.如权利要求1所述的一种三角轴套的加工方法，其特征在于，

所述采用第二工装夹紧试棒并通过慢走丝切割异形孔之后，所述方法还包括：对试棒去毛刺并刻字，然后进行检验。

3.如权利要求1所述的一种三角轴套的加工方法，其特征在于，

所述获取试棒并进行检测的具体步骤是：

按照预设尺寸光出试棒的表面；

采用超声波检测试棒，合格后进行锻打；

将试棒的两个端面车平；

采用超声波检测对试棒进行检测。