细长轴扩孔加工方法与流程

本发明涉及航空发动机的轴类零件钻孔，特别地，涉及一种细长轴扩孔加工方法。

背景技术：

1、目前，新一代航空涡轴发动机衍生出了细长轴类零件，该细长轴类零件在承担传动扭矩的同时，其轴向内孔还承担测扭的功能，故内孔精度要求极高。例如：一根孔径φ20mm，长1.2m的细长轴，内孔直线度要求在0.05mm以内，这种细长内孔结构限制了加工刀具也只能设为又细又长的结构形式，直接改变传统刀具的直径和长度，会导致细长刀具极易发生弯曲变形，降低刀具的使用寿命，并影响加工精度。其次，还有一种加工方式是分别或者同时从细长轴的两端进行加工，此时加工刀具的长度便可减半，有效提高加工刀具的强度，减少刀具变形情况，但从两端加工肯定会出现内孔同轴度上的偏差，并不适用于对加工精度要求极高的航空发动机零部件，因此还是需要采用单个刀具一次加工成型。

技术实现思路

1、本发明提供了一种细长轴扩孔加工方法，以解决航空发动机的细长轴类零件难以加工出高精度轴向内孔的技术问题。

2、一种细长轴扩孔加工方法，用于对细长轴的轴孔进行扩孔加工，包括以下步骤：

3、s100：在细长轴的外周加工出夹持卡位，并在细长轴的两端分别加工出外倒角结构；

4、s200：采用两个锥盘一一对应地抵紧细长轴的两端上的外倒角结构，将锥盘安装于加工机床的主轴上，并通过中心架夹紧细长轴上的夹持卡位，使细长轴相对加工机床的主轴定心固定；

5、s300：将刀杆穿过细长轴的轴孔之后，在刀杆的末端安装刀头，然后通过刀杆回拉刀头，在回拉的过程中通过刀头对细长轴的轴孔进行扩孔加工；

6、所述刀头包括沿轴向依次设置的安装节段、切割节段和定位节段，所述安装节段用于与所述刀杆可拆卸连接，所述切割节段用于对所述轴孔进行扩孔加工形成目标孔，所述定位节段的外径与所述目标孔的孔径相适配，所述定位节段用于抵接所述目标孔的内壁以使所述刀头相对所述目标孔保持同轴定位。

7、优选地，所述定位节段设为中空的环形结构，所述切割节段还用于在扩孔加工的过程中带动切屑沿所述定位节段的中心孔排出。

8、优选地，所述切割节段包括多个切割刀，多个切割刀沿所述定位节段的周向间隔排布，相邻两个切割刀之间的间隙形成与所述定位节段的中心孔连通的排屑通道。

9、优选地，所述切割节段还包括与所述切割刀一一对应设置的加强筋，所述加强筋分别与所述安装节段和所述定位节段连接并将所述安装节段与所述定位节段连接成整体，所述切割刀可拆卸地安装于所述加强筋上。

10、优选地，步骤s300还包括：

11、采用液压装置从所述刀杆远离所述刀头的一端注入切削液，使切削液填满所述刀杆与所述轴孔之间的缝隙，并通过切削液将所述切割节段产生的切屑冲刷至所述定位节段的中心孔排出。

12、优选地，所述定位节段包括安装环和滑环，所述滑环采用自润滑材料制成，所述滑环可拆卸地套设于所述安装环的外周。

13、优选地，所述刀杆的外周设有与所述轴孔相适配的定位结构，所述定位结构用于抵接所述轴孔的内壁以使所述刀杆相对所述轴孔保持同轴定位。

14、优选地，所述安装节段包括螺杆，所述刀杆通过其端部上的螺纹孔与所述螺杆螺纹连接，所述切割节段的加工方向与所述螺杆的旋紧方向相同。

15、优选地，步骤s100具体包括：

16、在细长轴的轴向中点位置的外周加工出夹持卡位，并在夹持卡位的相对两侧分别加工出校准环槽，且在细长轴的两端分别加工出外倒角结构；

17、步骤s200具体包括：

18、s201：采用两个锥盘一一对应地抵紧细长轴的两端上的外倒角结构，将锥盘安装于加工机床的主轴上，并通过中心架夹紧细长轴上的夹持卡位，使细长轴相对加工机床的主轴定心固定；

19、s202：将百分表沿细长轴的径向架设于校准环槽处，转动细长轴，通过百分表的跳动情况判断细长轴是否安装到位；

20、s203：若细长轴没有安装到位，则松开细长轴，重复步骤s201～s202；若细长轴已安装到位，则进入下一工序。

21、优选地，在步骤s300之后还包括：

22、s400：拆除锥盘和中心架；

23、s500：采用两个顶尖一一对应地抵紧目标孔的两端；

24、s600：对细长轴的外圆面进行车削加工，去除夹持卡位和外倒角结构并使细长轴的外圆面加工至标准直径。

25、本发明具有以下有益效果：

26、本发明提供的细长轴扩孔加工方法预先在细长轴的外周加工出夹持卡位，并在细长轴的两端分别加工出外倒角结构；然后通过锥盘抵紧细长轴的两端上的外倒角结构，夹持细长轴的同时使细长轴的轴孔可沿锥盘的中心通孔完全露出，不会对扩孔加工产生干涉，同时还通过中心架夹紧细长轴上的夹持卡位，从而分别从细长轴的端部和中部对细长轴进行夹紧，使细长轴保持定心固定，不会在加工过程中发生振动偏移；然后再将刀杆穿过细长轴的轴孔之后，在刀杆的末端安装刀头，通过刀杆回拉刀头，在回拉的过程中通过刀头进行扩孔加工，由于刀头包括沿轴向依次设置的安装节段、切割节段和定位节段，通过安装节段与刀杆可拆卸连接，方便灵活拆装刀头，通过切割节段对轴孔进行扩孔加工形成目标孔，更为重要的是，通过定位节段抵接目标孔的内壁能够使刀头相对目标孔保持同轴定位，即通过安装节段和定位节段分别对切割节段的轴向两端进行支撑定位，有效提升刀头的稳定性，提升加工精度，并且还能通过定位节段的支撑作用避免刀杆出现弯曲变形。

27、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种细长轴扩孔加工方法，用于对细长轴(1)的轴孔(11)进行扩孔加工，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的细长轴扩孔加工方法，其特征在于，所述定位节段(43)设为中空的环形结构，所述切割节段(42)还用于在扩孔加工的过程中带动切屑沿所述定位节段(43)的中心孔(431)排出。

3.根据权利要求2所述的细长轴扩孔加工方法，其特征在于，所述切割节段(42)包括多个切割刀(421)，多个切割刀(421)沿所述定位节段(43)的周向间隔排布，相邻两个切割刀(421)之间的间隙形成与所述定位节段(43)的中心孔(431)连通的排屑通道(422)。

4.根据权利要求3所述的细长轴扩孔加工方法，其特征在于，所述切割节段(42)还包括与所述切割刀(421)一一对应设置的加强筋(423)，所述加强筋(423)分别与所述安装节段(41)和所述定位节段(43)连接并将所述安装节段(41)与所述定位节段(43)连接成整体，所述切割刀(421)可拆卸地安装于所述加强筋(423)上。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的细长轴扩孔加工方法，其特征在于，步骤s300还包括：

6.根据权利要求2所述的细长轴扩孔加工方法，其特征在于，所述定位节段(43)包括安装环(432)和滑环(433)，所述滑环(433)采用自润滑材料制成，所述滑环(433)可拆卸地套设于所述安装环(432)的外周。

7.根据权利要求1所述的细长轴扩孔加工方法，其特征在于，所述刀杆(3)的外周设有与所述轴孔(11)相适配的定位结构，所述定位结构用于抵接所述轴孔(11)的内壁以使所述刀杆(3)相对所述轴孔(11)保持同轴定位。

8.根据权利要求1所述的细长轴扩孔加工方法，其特征在于，所述安装节段(41)包括螺杆(411)，所述刀杆(3)通过其端部上的螺纹孔与所述螺杆(411)螺纹连接，所述切割节段(42)的加工方向与所述螺杆(411)的旋紧方向相同。

9.根据权利要求1所述的细长轴扩孔加工方法，其特征在于，步骤s100具体包括：

10.根据权利要求1所述的细长轴扩孔加工方法，其特征在于，在步骤s300之后还包括：

技术总结
本发明公开一种细长轴扩孔加工方法，包括以下步骤：S100：在细长轴的外周加工出夹持卡位，并在细长轴的两端分别加工出外倒角结构；S200：采用两个锥盘一一对应地抵紧细长轴的两端上的外倒角结构，将锥盘安装于加工机床的主轴上，并通过中心架夹紧细长轴上的夹持卡位，使细长轴相对加工机床的主轴定心固定；S300：将刀杆穿过细长轴的轴孔之后，在刀杆的末端安装刀头，然后通过刀杆回拉刀头，在回拉的过程中通过刀头对细长轴的轴孔进行扩孔加工。本发明提供的细长轴扩孔加工方法能够使细长轴保持定心固定，不会在加工过程中发生振动偏移，并可提升刀头的稳定性，提升加工精度，避免刀杆出现弯曲变形。

技术研发人员：陈超群,李鹏程,段红艳,王聚存,姚涛涛,张世荣
受保护的技术使用者：中国航发南方工业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23