一种不完全孔壁的小直径精密孔的加工方法与流程

1.本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种不完全孔壁的小直径精密孔的加工方法。


背景技术：

2.在现代航空发动机对开机匣类零件、环形件零件的结构中，经常设计有一种在机匣端面环形槽中间钻几处端面小孔，或在对开机匣接合面处的机匣内壁环形槽中间钻几处端面小孔。小孔的直径一般在ф1
‑
ф3mm之间，而孔径公差仅有 0.015mm。在此类孔的结构中，其典型特征就是孔位于槽的中间，孔壁只在槽两侧的实体材料上加工，而开槽部位由于零件材料已去除，属于开放空间，在钻孔时不参与切削动作，故将此类孔称之为不完全孔壁的小直径精密孔。
3.现有的加工方法加工此类半开放小直径精密盲孔时，首先使用不同直径的键槽铣刀对环槽两侧壁进行锪孔、然后再使用铰刀对孔进行最后精密加工，由于此类结构的孔径直径在很小，一般在ф1
‑
ф3mm之间，因此加工刀具直径也很小，这就导致刀具的刚性较差，加之加工部位为不完全孔壁，铰刀在轴向力的作用下会发生向孔壁无材料的一侧摆动，最终造成加工孔孔径变大，小孔的用途主要用于安装止动销，止动销与小孔为过盈配合，因此要求孔径尺寸必须在公差之内，否则就会造成止动销装配过盈量不够而无法装配，必须特配止动销，特殊情况下会造成零件的报废。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种不完全孔壁的小直径精密孔的加工方法，能够有效消除因刀具直径小、刚性差，以及孔壁不完全造成的刀具摆动，从而保证了孔加工精度，提高了产品质量。
5.为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
6.一种不完全孔壁的小直径精密孔的加工方法，包括以下步骤：
7.步骤1、向零件待加工孔部位所在区域的开放空间内加入低熔点合金液体，待到加入的低熔点合金液体完全凝固后，将待加工孔部位所在区域的开放空间填实；
8.步骤2、将凝固后的低熔点合金表面铣平；
9.步骤3、在铣平后的低熔点合金表面的待加工孔部位加工底孔；
10.步骤4、对底孔进行锪孔；
11.步骤5、对锪孔后的孔进行铰孔，直至孔径达到设计要求；
12.步骤6、去除开放空间内的低熔点合金，完成不完全孔壁的小直径精密孔的加工。
13.进一步地，步骤5中，在进行铰孔之前，还包括对锪孔后的孔进行镗孔，然后对镗孔后的孔进行铰孔。
14.进一步地，步骤1中，所述低熔点合金液体为铋锡合金液体。
15.进一步地，所述铋锡合金液体的制备方法为：
16.按质量百分比计，将58％的铋和42％的锡混合后加热至熔化均匀，得到所述铋锡合金液体。
17.进一步地，步骤2中，使用铣刀将凝固后的低熔点合金表面铣平。
18.进一步地，步骤3中，使用钻头在铣平后的低熔点合金表面的待加工孔部位加工底孔。
19.进一步地，步骤4中，使用锪刀或铣刀对底孔进行锪孔。
20.进一步地，步骤5中，使用铰刀对锪孔后的孔进行铰孔，使用内径千分表测量孔径。
21.进一步地，步骤6中，将零件加热，直至开放空间内的低熔点合金熔化完全流出，完成开放空间内的低熔点合金去除。
22.进一步地，步骤6中，采用蒸气加热法将零件加热。
23.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的一种不完全孔壁的小直径精密孔的加工方法，在现有普通结构小直径精密孔加工方法的基础上，在孔加工前增加了使用低熔点合金液体浇铸待加工孔部位所在区域的开放空间的方法，使半开放小直径精密孔的结构与普通结构小直径精密孔的结构一致后，然后再采用普通小直径精密孔的加工方法完成孔的加工，最后再通过加热的方法去除开放空间内的低熔点合金，既解决了半开放小直径精密孔加工中出现的刀具偏摆造成的孔径超差问题，又不用再增加额外的专用工装，低熔点合金又可反复使用，大大降低了加工成本，也就是说，本发明能够有效消除因刀具直径小、刚性差，以及孔壁不完全造成的刀具摆动，从而保证了孔加工精度，提高了产品质量。
24.进一步地，对于位置精度要求更高的孔，在进行铰孔之前，还包括对锪孔后的孔进行镗孔，然后对镗孔后的孔进行铰孔。
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
27.图1a为实施例1中航空发动机联动半环的盲孔结构主视图，不完全孔壁的精密盲孔位于联动半环的结合面上；
28.图1b为实施例1中航空发动机联动半环的盲孔结构俯视图，不完全孔壁的精密盲孔位于联动半环的结合面上；
29.图1c为图1a中ⅰ处的放大图；
30.图2a为实施例2中内机匣的盲孔结构主视图，不完全孔壁的精密盲孔位于机匣的前安装边端面环槽中间；
31.图2b为实施例2中内机匣的盲孔结构俯视图，不完全孔壁的精密盲孔位于机匣的前安装边端面环槽中间；
32.图2c为图2a中ⅱ处的放大图；
33.图3a为实施例3中对开机匣的盲孔结构剖视图，不完全孔壁的精密盲孔位于机匣结合面和内型t型槽的中间；
34.图3b为图3a中ⅲ处的放大图。
35.图中：1
‑
环槽；2
‑
盲孔。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.作为本发明的某一具体实施方式，一种不完全孔壁的小直径精密孔的加工方法，具体包括以下步骤：
38.步骤1、向零件待加工孔部位所在区域的开放空间内加入低熔点合金液体，待到加入的低熔点合金液体完全凝固后，将待加工孔部位所在区域的开放空间填实。
39.优选的，低熔点合金液体为铋锡合金液体，铋锡合金液体的制备方法为：
40.按质量百分比计，将58％的铋和42％的锡置于熔锅内，将盛放铋锡合金的熔锅加热至140℃左右(温度测量可采用半导体点温计或普通温度计)，熔化均匀后得到铋锡合金液体。
41.优选的，开放空间内加入的低熔点合金液体在自然放置状态下完全冷却凝固。
42.步骤2、将凝固后的低熔点合金表面铣平。
43.优选的，使用铣刀将凝固后的低熔点合金表面铣平。
44.步骤3、在铣平后的低熔点合金表面的待加工孔部位加工底孔。
45.优选的，使用钻头在铣平后的低熔点合金表面的待加工孔部位加工底孔。
46.步骤4、对底孔进行锪孔。
47.优选的，使用锪刀或铣刀对底孔进行锪孔。
48.步骤5、对锪孔后的孔进行铰孔，直至孔径达到设计要求。
49.优选的，使用铰刀对锪孔后的孔进行铰孔，使用内径千分表测量孔径。
50.作为更加优选的实施方式，对于位置精度要求更高的孔，在进行铰孔之前，还包括对锪孔后的孔进行镗孔，然后对镗孔后的孔进行铰孔。
51.步骤6、去除开放空间内的低熔点合金，完成不完全孔壁的小直径精密孔的加工。
52.优选的，将零件加热，直至开放空间内的低熔点合金熔化完全流出，完成开放空间内的低熔点合金去除；更加优选的，采用蒸气加热法将零件加热。
53.在本实施方式中，首先将铋锡合金按照合适的比例配置加热熔化后浇入环槽中，环槽即为零件待加工孔部位所在区域的开放空间，液态铋锡合金自然流满环槽内，待铋锡合金冷却凝固后即与零件成为一体，此时再加工孔时工艺方法与正常孔加工工艺一致，待孔加工完后再去除铋锡合金，铋锡合金去除后槽壁两侧面的半开放小直径精密孔就自然加工完成。
54.实施例1
55.参见图1a～1c，航空发动机联动半环的结构示意图，在半环的环形槽上下端面设
计有2处宽度为2mm的t型环槽1，在半环的接合面与t型环槽1的中间位置设计有2处直径φ3mm、深3mm的盲孔2。
56.加工方法如下：
57.1)配制合金：将低熔点合金按照铋占58％、锡占42％的比例置于熔锅内；
58.2)熔化合金：将盛放铋锡合金的熔锅加热至140℃左右(温度测量可采用半导体点温计或普通温度计)，熔化均匀后即可；
59.3)浇铸合金：将熔化好的铋锡合金溶液倒入到零件待加工孔部位的环槽内，放置半小时至铋锡合金溶液完全冷却凝固；
60.4)锪平面：使用φ10铣刀将凝固后的铋锡合金铣平；
61.5)钻孔：使用φ2.5mm的钻头在铣平后的铋锡合金表面的待加工孔部位钻底孔；
62.6)锪孔：使用φ2.8mm的锪刀(铣刀)锪孔，锪孔深度3.4mm；
63.7)镗孔：镗孔直径φ2.9mm，镗孔深度3.3mm；
64.8)试铰孔：在同材质的试件上试切削，排除因铰刀直径尺寸超差造成的孔径尺寸超差；
65.9)铰孔：使用已进行试切削的铰刀铰孔，铰孔深度3.2mm；
66.10)测量孔径，使用内径千分表测量孔径；
67.11)用蒸气加热法(或其他加热法)加热零件至140℃左右，使零件环槽中的固化铋锡合金熔化流出，在去除时注意防污染保护。
68.实施例2
69.参见图2a～2c，航空发动机内机匣的盲孔结构示意图，在机匣大端端面上设计有一处宽2.32mm的环形端面槽，即环槽1，在环槽1的中间位置分布有4处φ3mm的盲孔2，在大端安装边上还设计有16处φ5mm的孔。
70.加工方法如下：
71.1)配制合金：将低熔点合金按照铋占58％、锡占42％的比例置于熔锅内；
72.2)熔化合金：将盛放铋锡合金的熔锅加热至140℃左右(温度测量可采用半导体点温计或普通温度计)，熔化均匀后即可；
73.3)浇铸合金：将熔化好的铋锡合金溶液倒入到零件待加工孔部位的环槽内，放置半小时至合金溶液完全冷却凝固；
74.4)锪平面：使用φ10铣刀将凝固后的铋锡合金铣平；
75.5)钻孔：使用φ2.5mm的钻头钻孔，钻孔孔深度3.5mm；
76.6)锪孔：使用φ2.8mm的锪刀锪孔，锪孔深度3.4mm；
77.7)镗孔：镗孔直径φ2.9mm，镗孔深度3.3mm；
78.8)试铰孔：在零件端面上的φ5mm孔位置试切削，排除因铰刀直径尺寸超差造成的孔径尺寸超差；
79.9)铰孔：使用已进行试切削的铰刀铰孔，铰孔深度3.2mm；
80.10)测量孔径，使用内径千分表测量孔径；
81.11)用蒸气加热法(或其他加热法)加热零件至140℃左右，使零件环槽中的固化铋锡合金熔化流出，在去除时注意防污染保护。
82.实施例3
83.参见图3a～3b，航空发动机压气机机匣的盲孔结构示意图，机匣包括上半部和下半部，在机匣的上半部的接合面的t型环槽1中间位置，需要加工1个φ3
0.015
mm、深3
0.5
的盲孔2。
84.加工方法如下：
85.1)配制合金：将低熔点合金按照铋占58％、锡占42％的比例置于熔锅内；
86.2)熔化合金：将盛放铋锡合金的熔锅加热至140℃左右(温度测量可采用半导体点温计或普通温度计)，熔化均匀后即可；
87.3)浇铸合金：将熔化好的铋锡合金溶液倒入到零件待加工孔部位的环槽内，放置半小时至合金溶液完全冷却凝固；
88.4)锪平面：使用φ10铣刀将凝固后的铋锡合金铣平；
89.5)钻孔：使用φ2.5mm的钻头钻孔，钻孔孔深度3.5mm；
90.6)锪孔：使用φ2.8mm的锪刀(铣刀)锪孔，锪孔深度3.4mm；
91.7)镗孔：镗孔直径φ2.9mm，镗孔深度3.3mm；
92.8)试铰孔：在同材质的试件上试切削，排除因铰刀直径尺寸超差造成的孔径尺寸超差；
93.9)铰孔：使用已进行试切削的铰刀铰孔，铰孔深度3.2mm；
94.10)测量孔径，使用内径千分表测量孔径；
95.11)用蒸气加热法(或其他加热法)加热零件至140℃左右，使零件环槽中的固化铋锡合金熔化流出，在去除时注意防污染保护。
96.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。