技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種大型核主泵屏蔽電機(jī)平衡環(huán)加工工藝及其工裝裝置。

背景技術(shù)：
：隨著核電技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于核主泵屏蔽電機(jī)啟動(dòng)性能的要求越來越高，從而對(duì)于電機(jī)推力軸承的性能要求也就越來越高。平衡環(huán)是將推力軸承的多個(gè)軸瓦連接起來形成的環(huán)狀部件，以前從未有屏蔽電機(jī)采用過此種結(jié)構(gòu)，其對(duì)加工的尺寸精度、形位公差和粗糙度的要求都很高，且加工過程中易變形。對(duì)于這種新出現(xiàn)的軸承部件，需要設(shè)計(jì)一種加工工藝和工裝裝置，實(shí)現(xiàn)其加工需求；其各個(gè)軸瓦之間采用“v形槽”結(jié)構(gòu)相聯(lián)接，聯(lián)接處的厚度較薄，在平衡環(huán)工作過程中需起到類似彈簧的作用，因此要求其表面加工質(zhì)量良好，不允許局部應(yīng)力集中點(diǎn)，即接刀臺(tái)的存在，這就導(dǎo)致傳統(tǒng)的對(duì)于此類“v形槽”結(jié)構(gòu)的加工方案——立銑刀+球頭銑刀不可用；平衡環(huán)軸瓦上的圓柱面，起到自調(diào)整支撐的作用，對(duì)于表面質(zhì)量要求很高，通常采用全球頭銑刀加工，但限于全球頭銑刀的直徑不易太大，導(dǎo)致想要獲得較高的切削速度就需要大大地提高主軸轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致加工過程機(jī)床負(fù)擔(dān)過重，加工情況也不很穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：本發(fā)明的目的是提供一種大型核主泵屏蔽電機(jī)平衡環(huán)加工工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種大型核主泵屏蔽電機(jī)平衡環(huán)加工工藝及其工裝裝置，使用五軸加工中心，結(jié)合專用工裝，對(duì)平衡環(huán)的上、下兩面分別進(jìn)行加工，其步驟包括：

1)將平衡環(huán)銑加工毛坯14放置在下支撐板13上，使用螺釘15將其固定，以外圓及上表面找正，建立程序零點(diǎn)；

2)使用刀片式盤銑刀對(duì)上第一上表面1、第二上表面2和第四上表面4區(qū)域進(jìn)行粗加工；

3)使用刀片式立銑刀對(duì)上第三上表面3區(qū)域進(jìn)行粗加工；

4)使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三上表面3區(qū)域殘余部分進(jìn)行粗加工；

5)使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三上表面3區(qū)域進(jìn)行半精加工，加工過程中保證刀具與兩側(cè)面之間的夾角相等，并與底部圓角軸線成45度夾角，采用逐層切削的方式，由上向下逐層完成一定深度的切削；

6)使用刀片式面銑刀對(duì)第一上表面1、第二上表面2和第四表面4區(qū)域進(jìn)行半精和精加工；

7)仍舊采用步驟5)的方法，加密刀路，縮小每層之間的步距，使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三上表面3區(qū)域進(jìn)行精加工；

8)在平衡環(huán)外圓工藝預(yù)留部分加工一個(gè)上下貫通的方形槽，用作翻身確定平衡環(huán)角度位置的基準(zhǔn)，拆下固定用螺釘15，準(zhǔn)備將平衡環(huán)翻身；

9)將完成第一面加工的平衡環(huán)16翻身后放置在上支撐板11上，再使用螺釘15將平衡環(huán)16固定；

10)使用刀片式盤銑刀對(duì)第一下表面7、第二下表面8和第四下表面10區(qū)域進(jìn)行粗加工；

11)使用刀片式立銑刀對(duì)第三下表面9區(qū)域進(jìn)行粗加工；

12)使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三下表面9區(qū)域殘余部分進(jìn)行粗加工；

13)仍舊采用5)的方法，使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三下表面9區(qū)域進(jìn)行半精加工；

14)使用刀片式面銑刀對(duì)第二下表面8和第四下表面10區(qū)域進(jìn)行半精和精加工；

15)仍舊采用5)的方法，加密刀路，縮小每層之間的步距，使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三下表面9區(qū)域進(jìn)行精加工；

16)使用大直徑大圓角圓鼻銑刀對(duì)第一下表面7位置的圓柱面進(jìn)行半精加工和精加工；

17)完成內(nèi)空刀槽5和外空刀槽6區(qū)域的加工；

18)間隔拆下固定螺釘15，加工拆下螺釘15區(qū)域的內(nèi)外圓的工藝預(yù)留部分；

19)用壓板17、螺栓18和螺帽19在拆下螺釘15的區(qū)域?qū)⑵胶猸h(huán)16固定在支架上，拆下剩余螺釘15，加工剩余的內(nèi)外圓的工藝預(yù)留部分。

本發(fā)明在第7)步和第9)步對(duì)平衡環(huán)v形槽(3)和(9)區(qū)域進(jìn)行精加工時(shí)，針對(duì)平衡環(huán)該部分不能有明顯的接刀痕跡的設(shè)計(jì)需求，沒有采用傳統(tǒng)的使用立銑刀精加工直面，使用球頭銑刀精加工弧面的方法，而是采用球頭銑刀精加工全部直面和弧面區(qū)域的方法，避免了使用立銑刀與球頭銑刀容易產(chǎn)生接刀臺(tái)的問題，保證了該區(qū)域表面加工情況的一致性，同時(shí)，利用五軸加工中心的特點(diǎn)，使球頭銑刀與加工表面形成夾角，盡可能使用球頭大直徑區(qū)域，避免了由于球頭銑刀球心處切削速度為零給加工表面造成的不良影響。

同時(shí)，本發(fā)明在第16)步對(duì)于平衡環(huán)下表面上的圓柱面進(jìn)行加工時(shí)，沒有使用傳統(tǒng)的全球頭銑刀加工圓柱面的方法，而是采用大直徑大圓角圓鼻銑刀，保證刀軸垂直于圓柱軸線，與圓柱面成一定的夾角，沿圓柱面軸線逐層對(duì)圓柱面輪廓進(jìn)行加工的方法，從而在不需要機(jī)床提供較大主軸轉(zhuǎn)速的前提下，提高了切削的線速度，提高了加工過程中刀具的剛性，避免了采用全球頭銑刀刀具直徑難以做得較大，刀具整體剛性不理想，機(jī)床負(fù)擔(dān)過重的問題，從而保證了加工過程的穩(wěn)定性，提高了表面質(zhì)量。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是為平衡環(huán)在五軸加工中心上的加工提供一種精度良好的大型核主泵屏蔽電機(jī)平衡環(huán)其工裝裝置。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種大型核主泵屏蔽電機(jī)平衡環(huán)銑加工工裝裝置，多個(gè)立板12兩端分別插裝在上部支撐板11與下部支撐板13上構(gòu)成支架體；立板12為六個(gè)，每個(gè)立板12采用立式布置，立板12沿上部支撐板11、下部支撐板13外沿均勻分布；立板12與上部支撐板11和下部支撐板13通過焊接方式連接在一起，連接穩(wěn)固，保證了整個(gè)工裝裝置的強(qiáng)度需求；上部支撐板11與平衡環(huán)16有相同的凸凹結(jié)構(gòu)，且上部支撐板11與平衡環(huán)16加工完第一面后形成的凹凸面吻合，從而提供良好的支撐。

本裝置上下兩個(gè)表面分別用于加工平衡環(huán)的上下兩個(gè)面，在使用時(shí)，通過鍵和螺栓將本裝置一面固定在機(jī)床工作臺(tái)上，用螺栓將平衡環(huán)固定在本裝置另一面上，平衡環(huán)上留有裝卡用的工藝螺紋孔，只需要螺栓就可以將平衡環(huán)固定在本裝置上，減少了連接所需的部件數(shù)量；在加工平衡環(huán)工藝預(yù)留部分時(shí)，使用螺栓和壓板，通過“間隔跨接”的方式將平衡環(huán)固定在本裝置上，完成平衡環(huán)工藝預(yù)留部分的加工。

本發(fā)明的有益效果是：

1)通過平衡環(huán)專用工裝裝置的使用，結(jié)合本發(fā)明的工藝過程，實(shí)現(xiàn)了平衡環(huán)這種新的軸承部件的加工。

2)采用球頭銑刀半精加工和精加工v形槽全部直面和弧面區(qū)域的方法，避免了使用立銑刀與球頭銑刀容易產(chǎn)生接刀臺(tái)的問題，保證了該區(qū)域表面加工情況的一致性。

3)使用球頭銑刀加工v形槽時(shí)，采用“拖刀”的加工方式，保證刀具與待加工表面形成一定的夾角，避免了由于刀具中心處切削速度為零而對(duì)加工表面帶來的不利影響，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

4)采用大直徑大圓角圓鼻銑刀，提高了加工過程中刀具的剛性，提高了切削的線速度，避免了采用全球頭銑刀刀具直徑難以做得較大，刀具整體剛性不理想的問題，從而保證了加工過程的穩(wěn)定性，提高了表面質(zhì)量。

5)為平衡環(huán)銑加工過程提供了一套穩(wěn)固的工裝裝置，通過螺栓連接方式，將工裝裝置固定在機(jī)床工作臺(tái)上，利用工藝孔將工件固定在工裝裝置上，與直接采用壓板將平衡環(huán)固定在工作臺(tái)上的方式相比，待加工表面附近沒有突起的壓板和螺栓，且通過多個(gè)壓緊點(diǎn)，對(duì)平衡環(huán)實(shí)現(xiàn)了更好地壓緊和定位。

6)通過與平衡環(huán)第一面加工完成后相對(duì)應(yīng)的“凹凸”臺(tái)結(jié)構(gòu)，為平衡環(huán)另一面的加工提供了良好的支撐和定位，對(duì)加工完成的v形槽之間的薄壁聯(lián)接部分起到了良好的保護(hù)作用，避免了其在加工過程中因受力而變形。

7)通過工裝裝置本身自有的高度，使平衡環(huán)待加工表面遠(yuǎn)離了工作臺(tái)，減少了加工過程中刀具與工裝工具和工作臺(tái)干涉的可能，從而為數(shù)控加工程序的編制提供了便利，提高了工作效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明平衡環(huán)加工完成后的上部軸側(cè)圖。

圖2是本發(fā)明平衡環(huán)加工完成后的下部軸側(cè)圖。

圖3是本發(fā)明支架的整體軸側(cè)圖。

圖4是加工平衡環(huán)上表面時(shí)工藝裝置的使用圖。

圖5是加工平衡環(huán)下表面時(shí)工藝裝置的使用圖。

圖6是加工平衡環(huán)內(nèi)外圓的部分工藝預(yù)留部分時(shí)工藝裝置的使用圖。

圖7是加工平衡環(huán)內(nèi)外圓剩余的工藝預(yù)留部分時(shí)工藝裝置的使用圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種大型核主泵屏蔽電機(jī)平衡環(huán)加工工藝及其工裝裝置，使用五軸加工中心，結(jié)合專用工裝，對(duì)平衡環(huán)的上、下兩面分別進(jìn)行加工，其步驟包括：

1)如圖4所示，將平衡環(huán)銑加工毛坯14放置在下支撐板13上，使用螺釘15將其固定，以外圓及上表面找正，建立程序零點(diǎn)；

2)使用刀片式盤銑刀對(duì)上第一上表面1、第二上表面2和第四上表面4區(qū)域進(jìn)行粗加工；

3)使用刀片式立銑刀對(duì)上第三上表面3區(qū)域進(jìn)行粗加工；

4)使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三上表面3區(qū)域殘余部分進(jìn)行粗加工；

5)使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三上表面3區(qū)域進(jìn)行半精加工，加工過程中保證刀具與兩側(cè)面之間的夾角相等，并與底部圓角軸線成45度夾角，采用逐層切削的方式，由上向下逐層完成一定深度的切削；

6)使用刀片式面銑刀對(duì)第一上表面1、第二上表面2和第四表面4區(qū)域進(jìn)行半精和精加工；

7)仍舊采用步驟5)的方法，加密刀路，縮小每層之間的步距，使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三上表面3區(qū)域進(jìn)行精加工；

8)在平衡環(huán)外圓工藝預(yù)留部分加工一個(gè)上下貫通的方形槽，用作翻身確定平衡環(huán)角度位置的基準(zhǔn)，拆下固定用螺釘15，準(zhǔn)備將平衡環(huán)翻身；

9)將完成第一面加工的平衡環(huán)16翻身后放置在上支撐板11上，再使用螺釘15將平衡環(huán)16固定；

10)使用刀片式盤銑刀對(duì)第一下表面7、第二下表面8和第四下表面10區(qū)域進(jìn)行粗加工；

11)使用刀片式立銑刀對(duì)第三下表面9區(qū)域進(jìn)行粗加工；

12)使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三下表面9區(qū)域殘余部分進(jìn)行粗加工；

13)仍舊采用5)的方法，使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三下表面9區(qū)域進(jìn)行半精加工；

14)如圖2所示，使用刀片式面銑刀對(duì)第二下表面8和第四下表面10區(qū)域進(jìn)行半精和精加工；

15)仍舊采用5)的方法，加密刀路，縮小每層之間的步距，使用刀片式球頭銑刀對(duì)第三下表面9區(qū)域進(jìn)行精加工；

16)使用大直徑大圓角圓鼻銑刀對(duì)第一下表面7位置的圓柱面進(jìn)行半精加工和精加工；

17)完成內(nèi)空刀槽5和外空刀槽6區(qū)域的加工；

18)如圖6所示，間隔拆下固定螺釘15，加工拆下螺釘15區(qū)域的內(nèi)外圓的工藝預(yù)留部分；

19)如圖7所示，用壓板17、螺栓18和螺帽19在拆下螺釘15的區(qū)域?qū)⑵胶猸h(huán)16固定在支架上，拆下剩余螺釘15，加工剩余的內(nèi)外圓的工藝預(yù)留部分。

如圖3所示，一種大型核主泵屏蔽電機(jī)平衡環(huán)銑加工工裝裝置，多個(gè)立板12兩端分別插裝在上部支撐板11與下部支撐板13上構(gòu)成支架體；立板12為六個(gè)，每個(gè)立板12采用立式布置，立板12沿上部支撐板11、下部支撐板13外沿均勻分布；立板12與上部支撐板11和下部支撐板13通過焊接方式連接在一起，連接穩(wěn)固，保證了整個(gè)工裝裝置的強(qiáng)度需求；如圖5所示上部支撐板11與平衡環(huán)16有相同的凸凹結(jié)構(gòu)，且上部支撐板11與平衡環(huán)16加工完第一面后形成的凹凸面吻合，從而提供良好的支撐。