CN110405411A - 一种折叠弹翼的铰轴孔加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种折叠弹翼的铰轴孔加工方法，包括以下步骤：根据设计图纸提供折叠弹翼毛坯、制备多个工艺块，将各个工艺块嵌装于相邻两个凸台之间、使用多个不同的切削刀具沿着多个凸台排列的方向进给切削加工多次，获得铰轴孔，再拆除工艺块，加工完成。采用本发明的技术方案，通过在折叠弹翼毛坯上嵌装多个工艺块，使折叠弹翼毛坯之上各个凸台在进行切削加工过程中暂时连接在一起，为保证铰轴孔的切削加工同轴度奠定了基础，在进行铰轴孔加工时，又通过使用多种不同类型的切削刀具进行了多次切削加工，使毛坯材料被逐渐去除，降低了零件成型后的加工误差，提高了加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工工艺技术领域，特别是指折叠弹翼的铰轴孔加工方法。
背景技术
折叠弹翼是导弹等武器弹药中重要的零部件，其材质主要为铝合金、合金钢或钛合金，折叠弹翼一般通过其上设置的铰轴孔铰接在武器弹药的表面上，一般情况下，在弹药在日常存储及运输过程，弹药上的折叠弹翼会折叠覆盖在弹药的表面，以缩小弹药的有效存储体积，方便运输和存储，而当弹药从弹膛中发射出去时，折叠弹翼就会展开，为保证武器弹药在使用时保持良好的使用性能，必须使折叠弹翼从弹膛中发射出去时能够可靠地展开，这就要求折叠弹翼铰轴孔的加工精度必须较高。然而，折叠弹翼铰轴孔为一个长径比大于10的细长孔，其中部部分区域还设置有隔断，在进行折叠弹翼铰轴孔的钻削加工时，往往不能保证被隔断的各个单元孔之间的同轴度精度，对于机械加工领域的工艺技术人员来说，加工难度较大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种折叠弹翼的铰轴孔加工方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供了一种折叠弹翼的铰轴孔加工方法，主要包括以下步骤：
步骤一：根据设计图纸提供折叠弹翼毛坯，所述折叠弹翼毛坯的同一侧表面呈线性排列有多个凸台；
步骤二：制备多个工艺块，每个工艺块宽度分别与步骤一中所述多个凸台中的任意相邻两个凸台之间的间距一致，再将多个工艺块分别嵌装于相邻两个凸台之间；
步骤三：将步骤二中所述嵌装好工艺块的折叠弹翼毛坯装夹在机床上，使用多个不同的切削刀具沿着所述多个凸台排列的方向进给切削加工多次，每次切削加工所使用的切削刀具公称直径均大于前一次切削加工中所使用的切削刀具的公称直径，使切削刀具贯穿所有凸台和工艺块，切除所述凸台和工艺块中部分材料，在所述折叠弹翼毛坯之上获得一个贯穿所有凸台并且与设计图纸相一致的铰轴孔，再拆除所述工艺块，加工完成。
步骤三中所述使用多个不同的切削刀具沿着所述多个凸台排列的方向进给切削加工多次，所述切削刀具包括钻头、铣刀和铰刀，所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法还包括以下步骤：
步骤1：钻削加工：使用钻头沿着所述多个凸台排列的方向进给钻削加工至少2次，每次钻削加工所使用钻头公称直径大于前一次钻削加工所使用钻头的公称直径，使钻头贯穿所有凸台和工艺块，切除所述凸台和工艺块中部分材料，在所述折叠弹翼毛坯之上获得一个贯穿所有凸台的钻头底孔；
步骤2：铣削加工：使用铣刀沿着步骤1所述钻头底孔轴向进给铣削加工至少2次，每次铣削加工所使用铣刀公称直径大于前一次铣刀的公称直径，使铣刀贯穿钻头底孔，切除所述凸台和工艺块中部分材料，将所述钻头底孔扩大为铣刀底孔；
步骤3：铰削加工：使用铰刀沿着步骤2所述铣刀底孔轴向进给铰削加工至少2次，每次铰削加工所使用铰刀公称直径大于前一次铰刀的公称直径，使铰刀贯穿铣刀底孔，切除所述凸台和工艺块中部分材料，将所述铣刀底孔扩大为与设计图纸相一致的铰轴孔。
所述折叠弹翼毛坯的材质是牌号为YG3X的铝合金；
步骤1中所述钻削加工的工艺参数为：
主轴转速：300～500r/min；
进给量：0.1～0.3mm/r；
步骤2中所述铣削加工的工艺参数为：
主轴转速：500～800r/min；
进给量：0.1～0.3mm/r；
步骤3中所述铰削加工的工艺参数为：
主轴转速：200～300r/min；
进给量：0.1～0.3mm/r。
所述折叠弹翼毛坯的材质是牌号为YT15的合金钢；
步骤1中中所述钻削加工的工艺参数为：
主轴转速：100～150r/min；
进给量：0.1～0.2mm/r；
步骤2中所述铣削加工的工艺参数为：
主轴转速：200～400r/min；
进给量：0.1～0.2mm/r；
步骤3中所述铰削加工的工艺参数为：
主轴转速：80～150r/min；
进给量：0.1～0.2mm/r。
所述折叠弹翼毛坯的材质是牌号为YW2的钛合金；
步骤1中所述钻削加工的工艺参数为：
主轴转速：80～120r/min；
进给量：0.08～0.15mm/r；
步骤2中所述铣削加工的工艺参数为：
主轴转速：100～200r/min；
进给量：0.08～0.15mm/r；
步骤3中所述铰削加工的工艺参数为：
主轴转速：50～100r/min；
进给量：0.08～0.15mm/r。
所述铣刀或铰刀由刀头、刀体和刀柄依次连接在一起组成，所述刀头外径为该铣刀或铰刀的公称直径，设所述刀头外径为d1，设所述刀体外径为d2，则d1与d2之间满足以下关系式：
d2＝d1-0.3mm。
所述折叠弹翼毛坯的材质是牌号为YG3X的铝合金，所述切削刀具的几何结构参数为：
前角：15°～20°；
后角：12°～15°；
螺旋角：45°～60°。
所述折叠弹翼毛坯的材质是牌号为YT15的合金钢，所述切削刀具的几何结构参数为：
前角：8°～15°；
后角：8°～12°；
螺旋角：30°～45°。
所述折叠弹翼毛坯的材质是牌号为YW2的钛合金，所述切削刀具的几何结构参数为：
前角：5°～10°；
后角：5°～10°；
螺旋角：30°～45°。
设所述铰轴孔深度为l，所述切削刀具的长度为L，则L与l之间满足以下关系式：
L＝l+50mm。
本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，通过在折叠弹翼毛坯上嵌装多个工艺块，使折叠弹翼毛坯之上各个凸台在进行切削加工过程中暂时连接在一起，为保证铰轴孔的切削加工同轴度奠定了基础，在进行铰轴孔加工时，又通过使用多种不同类型的切削刀具进行了多次切削加工，使毛坯材料被逐渐去除，使得因切削刀具振动或者切削刀具装配误差所造成的最终切削加工误差降低至最小，提高了加工精度和产品质量，满足了折叠弹翼铰轴孔的加工技术要求，本发明所提供的加工工艺操作简单，仅采用目前已广泛使用的普通数控机床就可以实现，相应的制造成本也不高，有利于提高现有普通数控机床的设备利用率。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明折叠弹翼的零件图；
图3是本发明折叠弹翼毛坯的结构示意图；
图4是本发明折叠弹翼毛坯与工艺块嵌装连接示意图；
图5是本发明铣刀或铰刀的结构示意图。
图中：1-折叠弹翼，2-折叠弹翼毛坯，3-工艺块，11-铰轴孔，21- 凸台，41-刀头，42-刀体，43-刀柄。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2、图3、图4所示，本实施例中，本发明提供了一种折叠弹翼的铰轴孔加工方法，包括以下步骤：
步骤一：根据设计图纸提供折叠弹翼毛坯2，折叠弹翼毛坯2的同一侧表面呈线性排列有多个凸台21；
步骤二：制备多个工艺块3，每个工艺块3宽度分别与步骤一中多个凸台21中的任意相邻两个凸台21之间的间距一致，再将多个工艺块 3分别嵌装于相邻两个凸台21之间；优选多个工艺块3中，所有工艺块3宽度均一致。
步骤三：将步骤二中嵌装好工艺块3的折叠弹翼毛坯2装夹在机床上，使用多个不同的切削刀具沿着多个凸台21排列的方向进给切削加工多次，每次切削加工所使用的切削刀具公称直径均大于前一次切削加工中所使用的切削刀具的公称直径，使切削刀具贯穿所有凸台21 和工艺块3，切除凸台21和工艺块3中部分材料，在折叠弹翼毛坯2之上获得一个贯穿所有凸台21并且与设计图纸相一致的铰轴孔11，再拆除工艺块3，加工完成。
进一步地，步骤三中使用多个不同的切削刀具沿着多个凸台21 排列的方向进给切削加工多次，切削刀具包括钻头、铣刀和铰刀，折叠弹翼的铰轴孔加工方法还包括以下步骤：
步骤1：钻削加工：使用钻头沿着多个凸台21排列的方向进给钻削加工至少2次，每次钻削加工所使用钻头公称直径大于前一次钻削加工所使用钻头的公称直径，使钻头贯穿所有凸台21和工艺块3，切除凸台21和工艺块3中部分材料，在折叠弹翼毛坯2之上获得一个贯穿所有凸台21的钻头底孔；
步骤2：铣削加工：使用铣刀沿着步骤1钻头底孔轴向进给铣削加工至少2次，每次铣削加工所使用铣刀公称直径大于前一次铣刀的公称直径，使铣刀贯穿钻头底孔，切除凸台21和工艺块3中部分材料，将钻头底孔扩大为铣刀底孔；
进一步地，当折叠弹翼毛坯2的材质是牌号为YG3X的铝合金；
步骤1中钻削加工的工艺参数为：
主轴转速：300～500r/min；
进给量：0.1～0.3mm/r；
步骤2中铣削加工的工艺参数为：
主轴转速：500～800r/min；
进给量：0.1～0.3mm/r；
步骤3中铰削加工的工艺参数为：
主轴转速：200～300r/min；
进给量：0.1～0.3mm/r。
进一步地，当折叠弹翼毛坯2的材质是牌号为YT15的合金钢；
步骤1中中钻削加工的工艺参数为：
主轴转速：100～150r/min；
进给量：0.1～0.2mm/r；
步骤2中铣削加工的工艺参数为：
主轴转速：200～400r/min；
进给量：0.1～0.2mm/r；
步骤3中铰削加工的工艺参数为：
主轴转速：80～150r/min；
进给量：0.1～0.2mm/r。
进一步地，当折叠弹翼毛坯2的材质是牌号为YW2的钛合金；
步骤1中钻削加工的工艺参数为：
主轴转速：80～120r/min；
进给量：0.08～0.15mm/r；
步骤2中铣削加工的工艺参数为：
主轴转速：100～200r/min；
进给量：0.08～0.15mm/r；
步骤3中铰削加工的工艺参数为：
主轴转速：50～100r/min；
进给量：0.08～0.15mm/r。
步骤3：铰削加工：使用铰刀沿着步骤2铣刀底孔轴向进给铰削加工至少2次，每次铰削加工所使用铰刀公称直径大于前一次铰刀的公称直径，使铰刀贯穿铣刀底孔，切除凸台21和工艺块3中部分材料，将铣刀底孔扩大为与设计图纸相一致的铰轴孔11。
总结来说，钻削加工、铣削加工和铰削加工的工艺参数如表1所示：
表1钻削加工、铣削加工和铰削加工的工艺参数
进一步地，如图5所示，铣刀或铰刀由刀头41、刀体42和刀柄43 依次连接在一起组成，刀头41外径为该铣刀或铰刀的公称直径，设刀头41外径为d1，设刀体42外径为d2，则d1与d2之间满足以下关系式：
d2＝d1-0.3mm。
优选刀头41长度为l1，多个工艺块3中，宽度最大的工艺块3宽度设为kmax，则l1与kmax之间满足以下关系式：
L1>kmax+30mm。
进一步地，当折叠弹翼毛坯2的材质是牌号为YG3X的铝合金，切削刀具的几何结构参数为：
前角：15°～20°；
后角：12°～15°；
螺旋角：45°～60°。
进一步地，当折叠弹翼毛坯2的材质是牌号为YT15的合金钢，切削刀具的几何结构参数为：
前角：8°～15°；
后角：8°～12°；
螺旋角：30°～45°。
进一步地，当折叠弹翼毛坯2的材质是牌号为YW2的钛合金，切削刀具的几何结构参数为：
前角：5°～10°；
后角：5°～10°；
螺旋角：30°～45°。
总结来说，各种切削刀具的几何结构参数如表2所示：
表2切削刀具的几何结构参数
进一步地，当设铰轴孔11深度为l，切削刀具的长度为L，则L与l 之间满足以下关系式：
L＝l+50mm。
采用本发明的技术方案，通过在折叠弹翼毛坯2上嵌装多个工艺块3，使折叠弹翼毛坯2之上各个凸台21在进行切削加工过程中暂时连接在一起，为保证铰轴孔11的切削加工同轴度奠定了基础，在进行铰轴孔11加工时，又通过使用多种不同类型的切削刀具进行了多次切削加工，使毛坯材料被逐渐去除，使得因切削刀具振动或者切削刀具装配误差所造成的最终切削加工误差降低至最小，提高了加工精度和产品质量，满足了折叠弹翼1铰轴孔11的加工技术要求，本发明所提供的加工工艺操作简单，仅采用目前已广泛使用的普通数控机床就可以实现，相应的制造成本也不高，有利于提高现有普通数控机床的设备利用率。
Claims (10)
1.一种折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：根据设计图纸提供折叠弹翼毛坯(2)，所述折叠弹翼毛坯(2)的同一侧表面呈线性排列有多个凸台(21)；
步骤二：制备多个工艺块(3)，每个工艺块(3)宽度分别与步骤一中所述多个凸台(21)中的任意相邻两个凸台(21)之间的间距一致，再将多个工艺块(3)分别嵌装于相邻两个凸台(21)之间；
步骤三：将步骤二中所述嵌装好工艺块(3)的折叠弹翼毛坯(2)装夹在机床上，使用多个不同的切削刀具沿着所述多个凸台(21)排列的方向进给切削加工多次，每次切削加工所使用的切削刀具公称直径均大于前一次切削加工中所使用的切削刀具的公称直径，使切削刀具贯穿所有凸台(21)和工艺块(3)，切除所述凸台(21)和工艺块(3)中部分材料，在所述折叠弹翼毛坯(2)之上获得一个贯穿所有凸台(21)并且与设计图纸相一致的铰轴孔(11)，再拆除所述工艺块(3)，加工完成。
2.根据权利要求1所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：
步骤三中所述使用多个不同的切削刀具沿着所述多个凸台(21)排列的方向进给切削加工多次，所述切削刀具包括钻头、铣刀和铰刀，所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法还包括以下步骤：
步骤1：钻削加工：使用钻头沿着所述多个凸台(21)排列的方向进给钻削加工至少2次，每次钻削加工所使用钻头公称直径大于前一次钻削加工所使用钻头的公称直径，使钻头贯穿所有凸台(21)和工艺块(3)，切除所述凸台(21)和工艺块(3)中部分材料，在所述折叠弹翼毛坯(2)之上获得一个贯穿所有凸台(21)的钻头底孔；
步骤2：铣削加工：使用铣刀沿着步骤1所述钻头底孔轴向进给铣削加工至少2次，每次铣削加工所使用铣刀公称直径大于前一次铣刀的公称直径，使铣刀贯穿钻头底孔，切除所述凸台(21)和工艺块(3)中部分材料，将所述钻头底孔扩大为铣刀底孔；
步骤3：铰削加工：使用铰刀沿着步骤2所述铣刀底孔轴向进给铰削加工至少2次，每次铰削加工所使用铰刀公称直径大于前一次铰刀的公称直径，使铰刀贯穿铣刀底孔，切除所述凸台(21)和工艺块(3)中部分材料，将所述铣刀底孔扩大为与设计图纸相一致的铰轴孔(11)。
3.根据权利要求2所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：所述折叠弹翼毛坯(2)的材质是牌号为YG3X的铝合金；
步骤1中所述钻削加工的工艺参数为：
主轴转速：300～500r/min；
进给量：0.1～0.3mm/r；
步骤2中所述铣削加工的工艺参数为：
主轴转速：500～800r/min；
进给量：0.1～0.3mm/r；
步骤3中所述铰削加工的工艺参数为：
主轴转速：200～300r/min；
进给量：0.1～0.3mm/r。
4.根据权利要求2所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：所述折叠弹翼毛坯(2)的材质是牌号为YT15的合金钢；
步骤1中中所述钻削加工的工艺参数为：
主轴转速：100～150r/min；
进给量：0.1～0.2mm/r；
步骤2中所述铣削加工的工艺参数为：
主轴转速：200～400r/min；
进给量：0.1～0.2mm/r；
步骤3中所述铰削加工的工艺参数为：
主轴转速：80～150r/min；
进给量：0.1～0.2mm/r。
5.根据权利要求2所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：所述折叠弹翼毛坯(2)的材质是牌号为YW2的钛合金；
步骤1中所述钻削加工的工艺参数为：
主轴转速：80～120r/min；
进给量：0.08～0.15mm/r；
步骤2中所述铣削加工的工艺参数为：
主轴转速：100～200r/min；
进给量：0.08～0.15mm/r；
步骤3中所述铰削加工的工艺参数为：
主轴转速：50～100r/min；
进给量：0.08～0.15mm/r。
6.根据权利要求2所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：所述铣刀或铰刀由刀头(41)、刀体(42)和刀柄(43)依次连接在一起组成，所述刀头(41)外径为该铣刀或铰刀的公称直径，设所述刀头(41)外径为d1，设所述刀体(42)外径为d2，则d1与d2之间满足以下关系式：
d2＝d1-0.3mm。
7.根据权利要求1所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：所述折叠弹翼毛坯(2)的材质是牌号为YG3X的铝合金，所述切削刀具的几何结构参数为：
前角：15°～20°；
后角：12°～15°；
螺旋角：45°～60°。
8.根据权利要求1所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：所述折叠弹翼毛坯(2)的材质是牌号为YT15的合金钢，所述切削刀具的几何结构参数为：
前角：8°～15°；
后角：8°～12°；
螺旋角：30°～45°。
9.根据权利要求1所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：所述折叠弹翼毛坯(2)的材质是牌号为YW2的钛合金，所述切削刀具的几何结构参数为：
前角：5°～10°；
后角：5°～10°；
螺旋角：30°～45°。
10.根据权利要求1所述折叠弹翼的铰轴孔加工方法，其特征在于：设所述铰轴孔(11)深度为l，所述切削刀具的长度为L，则L与l之间满足以下关系式：
L＝l+50mm。
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