一种双轴线喷管壳体加工方法与流程

    专利查询2025-07-25  32


    本发明属于金属材料异型结构件机械加工,具体涉及一种双轴线喷管壳体加工方法及。


    背景技术:

    1、飞行器尾部喷管部位的喷管壳体是进行轨道飞行的关键结构件。为确保与钨渗铜喉衬的高度贴合以及满足与燃烧室壳体的装配要求,喷管壳体通常被设计为"喇叭"型的单轴线回转体结构件。然而,某型飞行器由于与燃烧室壳体存在特殊装配需求,需要将喷管壳体设计为双轴线的异型结构件。这种新型设计中,两条轴线上的零件结构均为非回转体结构,且两轴之间存在轴线偏移度要求,这极大地增加了加工难度。

    2、加工难度的提升还体现在其他方面。该喷管壳体与钨渗铜喉衬的装配位置较深,同时配合面表面粗糙度要求和装配精度极高,这些因素进一步增加了加工的复杂性。目前,行业内针对双轴线喷管壳体常用的加工方式是整体铣加工。这种方法依靠工装完成装夹,然后铣加工出全部型面。然而,这种方法存在明显的局限性:余量去除效率低,且工装仅具有定位功能,无法实现快速找正加工。

    3、鉴于现有加工方法的不足,亟需提出一种新的双轴线喷管壳体加工方法,以解决这一技术难题。这种新方法将有望提高加工效率,提升精度,并更好地满足特殊的装配需求。


    技术实现思路

    1、本发明公开了一种双轴线喷管壳体加工方法,其具有余量去除效率高、尺寸加工精度高、表面粗糙度好的优点。

    2、本发明公开了一种一种双轴线喷管壳体加工方法,其用于加工飞行器尾部喷管部位的喷管壳体,包括铣内外型夹具工装、加长组件工装、内型腔型面检测工装和专用扩孔工装,所述铣内外型夹具工装包括粗铣外型夹具、粗铣内型夹具、精铣外型夹具和精铣内型夹具;加工工序包括粗加工法兰和工艺孔,粗加工外圆和内腔,切割坯料,粗加工外型和内型腔,精加工外圆和内腔,精加工外型和内型腔和扩孔。

    3、在本发明的一种优选实施方式中,粗加工法兰和工艺孔的步骤包括:使用数控立式加工中心铣出喷管壳体法兰台阶,单边预留3mm余量;在法兰上钻螺纹孔作为精铣工装工艺安装孔。

    4、在本发明的一种优选实施方式中,粗加工外圆和内腔的步骤包括:在数控卧式车床上拉直法兰台阶;车外圆基准,进行工艺加严;粗车内腔球面,单边预留3mm精车余量。

    5、在本发明的一种优选实施方式中,切割坯料的步骤包括:沿斜对角线铣55mm深的切断槽;使用线切割沿切断槽中心将坯料一分为二。

    6、在本发明的一种优选实施方式中,粗加工外型的步骤包括:将切断后的喷管壳体装夹在粗铣外型夹具上;通过加工的螺纹孔进行固定;找正四处法兰面对称后,粗铣喷管壳体外型,单边预留2mm精加工余量。

    7、在本发明的一种优选实施方式中,粗加工内型腔的步骤包括:将喷管壳体装夹在粗铣内型夹具上;粗铣开口端内型腔;翻转喷管壳体装夹并找正,粗铣尾端内型腔;两处内型腔单边均预留2mm精加工余量。

    8、在本发明的一种优选实施方式中,精加工外圆和内腔的步骤包括:将加长组件焊接在正常卡爪上形成加长卡爪;用加长卡爪装夹喷管壳体的四处法兰;找正基准外圆,精车喷管壳体外圆、内螺纹及内腔球面至尺寸。

    9、在本发明的一种优选实施方式中,精加工外型的步骤包括:将喷管壳体装夹在精铣外型夹具上;找正四处法兰面对称后,精铣喷管壳体外型至尺寸。

    10、在本发明的一种优选实施方式中,精加工内型腔的步骤包括:将喷管壳体翻转装夹在精铣内型夹具上;精铣开口端内型腔至尺寸;使用内型腔型面检测工装进行检测;翻转喷管壳体装夹并找正,精铣尾端内型腔至尺寸。

    11、在本发明的一种优选实施方式中,扩孔的步骤包括:使用压板固定喷管壳体在专用扩孔工装上;数铣扩工艺安装孔至喷管壳体尺寸通孔。

    12、本发明的有益效果是:本发明提出的双轴线喷管壳体加工方法及其复合工装具有显著的技术创新和实际应用价值。其核心优势在于巧妙结合了车削加工的高效性与精确性,同时通过创新设计的复合工装实现了全流程的高精度加工。

    13、首先,本发明引入车加工工艺高效去除产品余量,尤其是对于装配面的处理,采用车加工极大地提高了产品表面粗糙度。这不仅提升了加工效率,还确保了产品的优良表面质量。

    14、其次,本发明的创新点在于复合工装的设计。通过在法兰上预加工螺纹孔作为工装装配孔,后期再扩孔至最终尺寸,巧妙地解决了工装装配过程中可能产生的应力变形问题。这种设计使得所有装夹定位工装均可采用统一的孔径进行固定,实现了加工工序基准的统一,从而在整个生产流程中保持了产品尺寸的高精度。

    15、此外,本发明设计的工装找正面可实现产品的快速精准找正,大大提高了生产效率,特别适合大批量、高精度的生产需求。同时,通过内型腔型面检测工装的应用,实现了内型腔的可视化检验,有效保证了产品与其他组件(如钨渗铜喉衬)的装配面表面粗糙度和装配精度满足使用要求。

    16、值得注意的是,本发明的设计具有普适性和灵活性。虽然在实施例中给出了特定的参数,但实际上,这些参数可以根据不同规格的喷管壳体进行调整。例如,法兰上的螺纹孔数量、直径以及扩孔尺寸等都可以视为变量,根据具体产品需求进行相应调整,从而适应不同参数齿唇的法兰设计。

    17、本发明的实际应用效果显著。在投入生产两年以来,已成功加工1000余件喷管壳体,实现了100%的加工合格率,充分证明了该方法的可靠性和高精度性。这不仅大大提高了生产效率,还确保了产品质量的一致性和可靠性,为航空航天等高精密制造领域提供了有力支持。

    18、本发明通过创新的加工方法和复合工装设计,有效解决了双轴线喷管壳体加工中的技术难题,实现了高效、高精度、可靠的生产制造,具有重要的实用价值和推广应用前景。



    技术特征:

    1.一种双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:其用于加工飞行器尾部喷管部位的喷管壳体,包括铣内外型夹具工装、加长组件工装、内型腔型面检测工装和专用扩孔工装,所述铣内外型夹具工装包括粗铣外型夹具、粗铣内型夹具、精铣外型夹具和精铣内型夹具;加工工序包括粗加工法兰和工艺孔,粗加工外圆和内腔,切割坯料,粗加工外型和内型腔,精加工外圆和内腔,精加工外型和内型腔和扩孔。

    2.根据权利要求1所述的双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:粗加工法兰和工艺孔的步骤包括:使用数控立式加工中心铣出喷管壳体法兰台阶,单边预留3mm余量;在法兰上钻螺纹孔作为精铣工装工艺安装孔。

    3.根据权利要求1所述的双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:粗加工外圆和内腔的步骤包括:在数控卧式车床上拉直法兰台阶;车外圆基准,进行工艺加严;粗车内腔球面,单边预留3mm精车余量。

    4.根据权利要求1所述的双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:切割坯料的步骤包括:沿斜对角线铣55mm深的切断槽;使用线切割沿切断槽中心将坯料一分为二。

    5.根据权利要求1所述的双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:粗加工外型的步骤包括:将切断后的喷管壳体装夹在粗铣外型夹具上;通过加工的螺纹孔进行固定;找正四处法兰面对称后,粗铣喷管壳体外型,单边预留2mm精加工余量。

    6.根据权利要求1所述的双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:粗加工内型腔的步骤包括:将喷管壳体装夹在粗铣内型夹具上;粗铣开口端内型腔;翻转喷管壳体装夹并找正,粗铣尾端内型腔;两处内型腔单边均预留2mm精加工余量。

    7.根据权利要求1所述的双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:精加工外圆和内腔的步骤包括:将加长组件焊接在正常卡爪上形成加长卡爪;用加长卡爪装夹喷管壳体的四处法兰;找正基准外圆,精车喷管壳体外圆、内螺纹及内腔球面至尺寸。

    8.根据权利要求1所述的双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:精加工外型的步骤包括:将喷管壳体装夹在精铣外型夹具上;找正四处法兰面对称后,精铣喷管壳体外型至尺寸。

    9.根据权利要求1所述的双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:精加工内型腔的步骤包括:将喷管壳体翻转装夹在精铣内型夹具上;精铣开口端内型腔至尺寸;使用内型腔型面检测工装进行检测;翻转喷管壳体装夹并找正,精铣尾端内型腔至尺寸。

    10.根据权利要求1所述的双轴线喷管壳体加工方法,其特征在于:扩孔的步骤包括:使用压板固定喷管壳体在专用扩孔工装上;数铣扩工艺安装孔至喷管壳体尺寸通孔。


    技术总结
    本发明公开了一种双轴线喷管壳体加工方法,其用于加工飞行器尾部喷管部位的喷管壳体,包括铣内外型夹具工装、加长组件工装、内型腔型面检测工装和专用扩孔工装,所述铣内外型夹具工装包括粗铣内型夹具、粗铣外型夹具、精铣内型夹具和精铣外型夹具;加工工序包括粗加工法兰和工艺孔,粗加工外圆和内腔,切割坯料,粗加工外型和内型腔,精加工外圆和内腔,精加工外型和内型腔和扩孔。本发明具有余量去除效率高、尺寸加工精度高、表面粗糙度好的优点。

    技术研发人员:王磊,刘世双,雷宁,熊贺芹,张杰,程华
    受保护的技术使用者:湖北三江航天江北机械工程有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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