一种航空发动机超长轴不可视倒锥内孔的加工工具的制作方法

1.本实用新型涉及航空发动机超长轴不可视倒锥内孔的加工工具，尤其是不可视倒锥内孔加工时能防震，防弯曲变形，解决切削难度大，普通材质(高速钢) 刀具无法加工，工件表面粗糙度等问题。


背景技术：

2.航空发动机压气机超长轴内部倒锥内孔是一个颈口直径为36.5mm,深度为 240mm的口小肚大的一个结构，倒锥内孔属于一种难加工点部位，轴内孔倒锥接口，口小肚大的结构使其变为一个不可视内孔加工区域，压气机超长轴内部倒锥内孔不可视内孔区域是一个有着不可视，空间狭小，口小肚大，结构紧凑，等多重特点的一个加工区域，这种倒锥内孔的精度要求非常高，由于倒锥内孔加工不可视的特点，加工难度大，风险大，对加工设备与刀具的要求较高，普通加工刀具无法正常加工，可以借鉴的经验较少，由于空间区域狭小，内孔尺寸较深，所以加工刀具的刚性、切削性较差。口小肚大的结构特征使加工刀具活动范围受限，总结出主要加工难点：不可视，尺寸较深，刀具刚性差，倒锥内孔要求精度高，口小肚大，空间狭小，刀具活动范围受限，普通刀具无法加工。
3.在暂不考虑刀具干涉的情况下，刀具刚性的情况下按传统的加工切削刀路加工超长轴内部倒锥内孔时，去内孔大余量只能先从内孔余量最顶端分层切削，如图3a，从倒锥内孔最里端往外端一层一层的这样重复车削以达到去除大余量的目的，这样的加工还是在不考虑刀具干涉，刀具刚性的理想状态下达到我们的切削目的，这样的一个单向切削方法循环进、退刀太多，浪费大量时间。而且会在太多次单向切削过程中产生一个单方向的作用力，在这种口小肚大的结构冷却效果不好的情况下导致轴体弯曲变形。再考虑到刀具的刚性，干涉方面的问题，普通材质(高速钢)刀具我们都知道，刀杆越粗，刚性越强，抗震性就越好，但这个口小肚大的结构下，孔口直径仅有36.5mm的情况下，刀杆的粗细是有限制的，这和普通材质(高速钢)刀具的特性是完全冲突的，在这种刀具刚性不够，倒锥内孔加工位置这么深的情况下，加上前面传统加工方法的弊端，普通材质(高速钢) 刀具根本无法进行正常切削加工


技术实现要素：

4.本实用新型目的是，提出一种航空发动机超长轴不可视倒锥内孔的加工工具。
5.本实用新型的技术方案是，一种航空发动机超长轴不可视倒锥内孔的加工工具，包括一硬质合金长杆，在长杆端部固定与长杆径成80-100度的硬质合金尖刀头，尖刀头凸出长杆的直径。
6.尤其是尖刀头凸出长杆的边缘4-11mm。
7.尖刀头为尖锥形或直角三角形锥形。
8.根据本实用新型得到需要的刀具，能够优化切削刀具路径，优化程序切削参数的加工方法(见具体实施方式)。
9.本实用新型在使用过程中操作简单、方便，又能保证其加工精度，不仅能够保证航空发动机压气机超长轴内部倒锥内孔不可视内孔的加工要求，提高劳动生产率和质量，又对生产现场的工装管理工作带来便利，降低了加工成本的浪费。
10.有益效果：针对现有技术的问题，解决了倒锥内孔不可视，太深，刀具刚性差，口小肚大，空间狭小，刀具活动范围受限，普通材质(高速钢)刀具无法加工等问题，根据口小肚大的结构，设计合适刀具，巧妙的运用一推一拉反向作用力避免了工件开粗去除多余加工余量时单向作用力导致的轴体弯曲变形情况的发生，通过程序优化解决了倒锥内孔加工因太深.刀具刚性差所导致的内孔震纹,粗糙度差等问题。本实用新型设计时主要以现有的设备以及零件的尺寸精度要求来考虑，即能保证零件的加工要求，又能提高劳动生产率，而且制作简单、维护方便，制造成本较低。
附图说明
11.图1、图2分别为压气机超长轴内部倒锥内孔未加工前与加工成品2d图(纵剖示意图)；有尺寸的标记；
12.图3a为现有技术在不考虑刀具干涉，刀具刚性的情况下，传统去除大余量加工方法示意图；图3b是图3a中a的局部放大图；
13.图4为根据口小肚大结构设计的硬质合金刀具示意图；
14.图5利用图4硬质合金刀具进行切割的流程示意图。
15.图6是图5的b局部部分的放大示意图。
具体实施方式
16.以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
17.航空发动机超长轴不可视倒锥内孔的加工工具，包括一硬质合金长杆3，在长杆端部固定与长杆径成80-100度的硬质合金尖刀头1，尖刀头凸出长杆的直径。尖刀头凸出长杆的边缘5-10mm更好。长杆的直径为15-25mm、长度在150-300mm。尖刀头为尖锥形或直角三角形锥形。长杆端部固定是以的方式进行杆与刀头的固定。2为硬质合金长杆与硬质合金尖刀头1的焊接面。
18.图6所示，利用本实用新型的优化切削刀具，切削路径可以如图，通过图中优化切削刀具路径来回进刀进行切削，刀具的路径正好走过被切削的三角形截面，巧妙的运用一推一拉反向作用力避免了工件开粗去除多余加工余量时单向作用力导致的轴体弯曲变形情况的发生，根据口小肚大内孔形状特性,设计硬质合金材质刀具，解决了倒锥内孔口小肚大，空间狭小，刀具活动范围受限，加工因太深.刀具刚性差所导致的内孔震纹,粗糙度差精等问题
19.图3a、图3b为在不考虑刀具干涉，刀具刚性的情况下，传统的去除大余量加工方法示意图。
20.使用本实用新型后：首先解决刀具刚性，干涉方面的问题，在铣床刀具材质的启发下，定制材质为硬质合金的刀杆，如图4，硬质合金刀杆的优点：硬度(刚性)高、耐热性好、屈服强度和韧性高。正好适合这种超长轴不可视倒锥内孔的加工，满足加工部位太深切削刀具刚性的需求。按图4的尺寸配比设计，完美解决刀具切削活动范围的干涉，避免了刀具和
倒锥内孔本体发生碰擦！优化切削刀路，运用一推一拉反向作用力避免了工件开粗去除多余加工余量时单向作用力导致的轴体弯曲变形情况的发生，如图5。优化切削参数配合硬质合金刀具的刚性解决了倒锥内孔加工因太深.刀具刚性差所导致的内孔震纹,粗糙度差的问题。


技术特征：
1.一种航空发动机超长轴不可视倒锥内孔的加工工具，其特征是，包括一硬质合金长杆，在长杆端部固定与长杆径成80-100度的硬质合金尖刀头，尖刀头凸出长杆的直径；尖刀头凸出长杆的边缘4-11mm；长杆的直径为15-25mm、长度在150-300mm。2.根据权利要求1所述的航空发动机超长轴不可视倒锥内孔的加工工具，其特征是，尖刀头为尖锥形或直角三角形锥形。

技术总结
一种航空发动机超长轴不可视倒锥内孔的加工工具，包括一硬质合金长杆，在长杆端部固定与长杆径成80-100度的硬质合金尖刀头，尖刀头凸出长杆的直径。尖刀头凸出长杆的边缘4-11mm。解决了倒锥内孔不可视，太深，刀具刚性差，口小肚大，空间狭小，刀具活动范围受限，普通材质(高速钢)刀具无法加工等问题。通材质(高速钢)刀具无法加工等问题。通材质(高速钢)刀具无法加工等问题。


技术研发人员：冯剑 唐建国 窦爱国 王永清 张宁
受保护的技术使用者：无锡市润和机械有限公司
技术研发日：2022.04.14
技术公布日：2022/9/5