[发明专利]一种大长径比变截面细长轴超声椭圆振动车削加工方法

摘要

本发明公开了一种大长径比变截面细长轴超声椭圆振动车削加工方法，是利用超声椭圆振动切削技术对大长径比变截面细长轴进行车削加工的一种新型机械加工方法。该加工方法通过采用椭圆振动车削装置，辅之以分段装夹的工艺技术手段省去了传统加工中车削-时效处理-磨削中的车削后续工序，缩短了加工时间、极大地提高了加工效率，而且加工后长径比为55的细长轴精度能够达到相对于中心孔圆跳动小于0.013mm，尺寸精度小于±0.005mm的标准。采用本发明加工方法加工的细长轴更能满足航空发动机中对使用的高精细长变截面轴的要求。

主权项

一种大长径比变截面细长轴超声椭圆振动车削加工方法，其特征在于：该加工方法是通过在现有车床上安装超声椭圆振动装置(30)，并由超声椭圆振动装置(30)产生的刀尖沿椭圆轨迹振动，结合车床控制端设计的大长径比变截面细长轴的几何特征，利用装夹和定位工艺实现；具体加工方式为：轴颈及轴肩的车削条件：线速度8～12米/分，进给量0.08～0.1毫米/转，切削深度0.05～0.1毫米，振动频率20KHz，电压50伏，电流1安培，水平方向振幅2微米，竖直方向振幅2微米；轴颈及轴肩的车削过程：装夹已加工到所需余量的工件，夹紧要求距离卡盘位置10mm的跳动不大于0.002mm，右端面处的圆跳动不大于0.003mm，中心架支撑在距离第一节轴颈左端面约10mm处，夹紧中心架，顶紧尾顶尖；顶紧后要求工件右端圆跳动不大于0.004mm；开始按照预先生成的刀具轨迹指令进行分步普通精车，当车到加工余量剩余0.2mm后，程序自动中断；开启超声椭圆振动装置使得此后的切削过程中刀具处于椭圆振动状态，继续执行预先中断的程序，此时，开始进行椭圆振动切削，直至加工到零件的规定尺寸；改变支撑方式，然后对每一段轴颈及轴肩进行车削加工；车削加工完成后，以中心孔磨床顶尖顶紧工件左端中心孔，以中心孔磨床V型铁定位靠近右端中心孔的外圆表面，在中心孔磨床上修磨右端中心孔；以中心孔磨床顶尖顶紧工件右端已修磨好的中心孔，以中心孔磨床V型铁定位靠近左端中心孔的外圆表面，在中心孔磨床上修磨左端中心孔；修磨完成后着色检验，中心孔着色面积不小于95％且沿圆周不间断。