[发明专利]一种薄壁机匣类零件无颤振加工方法及其加工夹具

说明书

一种薄壁机匣类零件无颤振加工方法及其加工夹具，本发明的加工方法通过传感器实时监测机匣在加工时的状态，并判断机匣当前加工状态是否能够满足加工精度要求，当由于颤振引起加工精度不满足时，计算机控制系统进行压紧装置压紧力的实时调整，提高薄壁机匣类零件的刚性以及动态阻尼，使薄壁机匣类零件的加工精度满足要求。夹具包括安装在底座上的工件外侧夹紧装置与工件内侧夹紧装置，机匣在加工时位于工件外侧夹紧装置与工件内侧夹紧装置之间；工件外侧夹紧装置包括上侧压紧缸和下侧压紧缸，工件内侧夹紧装置包括气囊基座，气囊基座上安装有上侧气囊与下侧气囊；气囊基座顶部还设置有空压转角缸。本发明的加工方法操作简单，能够保证加工精度。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种薄壁机匣类零件无颤振加工方法及其加工夹具。

背景技术

航空发动机是飞机的核心部件，而机匣又是航空发动机的关键部件，属于典型的薄壁结构类零件，其最薄处仅为2-3mm，制备材料多为钛合金、高温合金等难加工材料。薄壁机匣类零件具有结构复杂、壁厚薄、刚性差、直径大等特点，因此在加工过程中的切削温度高、所需切削力大，容易出现刀具严重磨损并且产生切削颤振及工件变形的问题。以往由装夹不合理导致的工件振动及薄壁处加工变形是影响航空发动机机匣加工精度的主要因素。并且传统装夹方式无法解决薄壁机匣类零件在加工过程中，壁厚不断减小引起的颤振现象。

在现有技术中，发明专利《大型薄壁机匣加工减震夹具》(公告号：CN104440157A)公开了一种薄壁类机匣减震夹具，该减震夹具包括基座、支架、压紧块、支撑块、支撑柄以及弹性材料等，通过支架与支撑块、压紧块的组合实现机匣加工的减震效果，但是该技术方案无法满足在薄壁类机匣加工过程中由于壁厚变化引起的夹紧力需要调整的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种薄壁机匣类零件无颤振加工方法及其夹具，能够有效避免切削颤振，减小加工变形，提高机匣的加工精度。

为了实现上述目的，本发明薄壁机匣类零件无颤振加工方法，包括以下步骤：

步骤一、首先安装工件外侧夹紧装置，对机匣的内侧进行加工，通过外侧加速度传感器实时监测机匣在加工时的颤振状态，直至机匣内侧加工完成；

然后安装工件内侧夹紧装置，对机匣外侧进行加工，通过内侧加速度传感器实时监测机匣在加工时的颤振状态，直至机匣外侧加工完成；

步骤二、将外侧加速度传感器与内侧加速度传感器采集到的数据传输至数据采集器，再由计算机控制系统分析得出加速度振幅量Wc，对比满足加工精度要求无颤振现象的临界振幅量Wc0，若加速度振幅量已经大于等于临界振幅量时，通过计算机在线计算得出所需调整的压紧力，实时调整压紧装置的压紧力，对机匣的刚性与阻尼进行补强，使薄壁机匣类零件的加工颤振现象得以抑制，从而保证薄壁类零件的加工精度要求。

压紧装置的压紧力包括上侧压紧缸、下侧压紧缸、上侧气囊及下侧气囊的压紧力。

本发明薄壁机匣类零件无颤振加工夹具，包括安装在底座上的工件外侧夹紧装置与工件内侧夹紧装置，机匣在加工时位于工件外侧夹紧装置与工件内侧夹紧装置之间；工件外侧夹紧装置包括上侧压紧缸和下侧压紧缸，上侧压紧缸和下侧压紧缸之间设置有支撑块；工件内侧夹紧装置包括气囊基座，气囊基座上设有气囊安装槽，用于安装上侧气囊与下侧气囊；上侧压紧缸与下侧压紧缸以及上侧气囊与下侧气囊实现对机匣的定位夹紧；气囊基座顶部还设置有空压转角缸，空压转角缸实现对机匣外侧加工时的轴向夹紧。

所述的底座上开设有销孔和定位孔，工件外侧夹紧装置通过连接螺栓以及销孔实现工装与底座的定位夹紧；气囊基座通过定位孔与底座之间实现定位夹紧。

所述的工件外侧夹紧装置与工件内侧夹紧装置设有外侧加速度传感器和内侧加速度传感器，外侧加速度传感器和内侧加速度传感器实时监测机匣在加工时的颤振状态。