技术领域
[0001] 本
发明涉及航空发动机用活塞领域，具体涉及一种航空发动机用活塞的加工工艺。
背景技术
[0002] 航空发动机中，会使用一种活塞零件，该零件属于长轴类深孔零件，其零件参数为(机械零件中默认单位：毫米，一般省略不写)：最大外径为φ54.5，长度为232，最小壁厚为3.06，孔直径为φ14.50+0.05，深度155，底孔φ120+0.12，深度为173。
[0003] 通过加工参数得知，活塞最难以加工的有三个方面：1、孔的深度达到155的加工，2.表面光洁度要求较高，表面光洁度要求为Ra0.8um，3.是内孔与外圆的壁厚差不能大于
0.1。
[0004] 在加工内孔时，由于孔比较深，且表面光洁度要求为Ra0.8um，采用传统的钻削加工来加工该孔很难保证其尺寸
精度要求以及表面光洁度要求、因此在加工该孔时初步确定采用铰孔的加工方案，但普通的铰刀在加工深孔时由于
冷却液冷却不到铰刀的工作部分，很难控制加
工件的表面
质量以及尺寸精度。
[0005] 由于最小壁厚为3.06的要求，外圆与内孔壁厚差小于0.1，由于该活塞的外圆尺寸精度以及表面质量要求较高，一般的数控
车床车加工的工艺方案很难保证，所以外圆需要通过磨削加工来保证，磨削时只能以内孔为基准来磨削外圆，且必须要配合
尾座顶紧顶尖孔才能实现，因此顶尖孔和内孔的跳动不能大于0.02。
[0006] 如果要达到航空发动机用活塞的指标要求，需要完善且合理的步骤才能完成，本领域人员多次尝试，其制造质量还是差强人意，所以要满足参数要求，除了需要研究出合理的步骤，还需要各加工步骤较好的配合。
发明内容
[0007] 本发明意在提供一种航空发动机用活塞的加工工艺，以解决现有制造航空发动机用活塞难以达到参数要求的问题。
[0008] 本方案中的一种航空发动机用活塞的加工工艺，包括如下步骤：
[0009] 步骤一：截取杆件
钢材长度为232mm作为加工活塞使用的棒体；
[0010] 步骤二，活塞初加工，
车削活塞大头端头，根据活塞大头端头的尺寸，通过车床通过车削的方式制造活塞大头端头；
[0012] 步骤四，加工活塞的杆体，通过杆体的外圆尺寸，通过车削完成杆体外直径的制造[0013] 步骤五，内孔初加工，从大端头中
心轴向内钻空；首先钻底孔，采用φ11×200的加长钻孔，其深度在50～10mm的底孔；然后第一次扩孔，用φ12×200的加长钻扩孔至其深度173mm，再然后是第二次扩孔：用φ14.2×200的加长钻第二次扩孔，其扩孔深度为154mm,[0014] 步骤六，初铰孔：用专用的内冷却刀具进行初铰孔，保证孔径尺寸为深度为155mm，表面光洁度为Ra3.2um；
[0015] 步骤七，精铰孔：更换第二把内冷却铰刀进行精铰孔，保证孔径尺寸为表面光洁度为Ra1.6um；
[0016] 步骤八，车锥面：在内孔口加工60°×0.80+0.2，的内锥面；
[0017] 步骤九，钻顶尖孔：利用车床夹具的芯轴撑紧零件 内孔的表面，芯轴与内孔通过锥度紧密配合；在杆体一侧的端面上钻φ4～φ8.5的中心孔；
[0018] 步骤十，车外圆：通过内孔和顶尖孔将活塞固定在车床上，加工活塞大头端头的外圆，其直径为 对杆体的外型进行车削，并且在杆体留0.2磨削余量；
[0019] 步骤十一，磨杆部：
定位夹紧 的外圆，通过夹具顶紧中心孔，对杆体外型面进行磨削，使得表面光洁度要求为Ra0.8um。
[0020] 步骤十二，后期处理，首先去除活塞表面毛刺，然后清洗干净，再然后进行渗氮处理，接下来是对内孔进行
螺纹加工，对表面进行再次打磨
抛光，完成活塞的制造。
[0021] 本方案的工作原理和优点：在加工内孔时候，由于孔比较深，达到了155mm，采用传统的钻削加工来加工该孔很难保证其尺寸精度要求以及表面光洁度要求、因此在加工内孔时采用内冷却式铰刀，使冷却液能直接作用于刀具的刃口部分，进而保证刀具得到冷却，并且保证车削屑及时清理，通过钻底孔：采用φ11×200的加长钻加，用φ12×200的加长钻第一次扩孔至其深度173mm，用φ14.2×200的加长钻第二次扩孔并保证深度154，再更换内冷却铰刀对内孔进行铰孔，保证内孔的孔径尺寸为 深度为155mm，表面光洁度为Ra3.2um，用专用的内冷却刀具进行精铰孔，并保证孔径尺寸为 表面光洁度为Ra1.6um,通过两次扩孔和两次铰孔，并且每次孔的孔径经过严格控制，经试制后，该工艺方案能很好地保证活塞要求的各项技术。
[0022] 活塞的外圆与内孔壁厚差不大于0.1mm，通过配合顶尖孔进行抵紧进行制造，保证壁厚的抗弯能
力。抵紧后，顶尖孔和内孔的跳动不会大于0.02，在钻顶尖孔时候用车夹具的芯轴撑紧零件 内孔表面，夹具的芯轴与内孔通过锥度紧配合，在没有其他外力的条件下加工中心孔，采用二个方面同时顶紧的装夹方式，车加工外圆，目的是修正顶尖孔与外圆的跳动，通过上述步骤的结合，加工出的活塞，其内孔与外圆的壁厚差为0.05～0.08mm，满足内孔与外圆壁厚差不大于0.1mm的技术要求。
[0023] 优化方案一，基于上述
基础方案：所述步骤一使用的钢材为38crmoal的高级氮化钢，其具有高
耐磨性，高疲劳强度和高强度特点。具有受冲击负荷不大而耐磨性高的特点。
[0024] 优化方案二，基于优化方案一：步骤二所述的热处理方式为：将初加工的活塞加热至880～890℃，保温10～15min后，浸入
氯化钠水溶液中冷却；冷却至常温后，再将活塞加热至500～550℃，保温20～30min，然后
风冷至常温。通
过热处理使得活塞的硬度得到提升也进一步提高其冲击韧性。
[0025] 优化方案三，基于优化方案一或优化方案二：所述内冷却刀具包括刀柄以及与刀柄可拆卸连接的切削杆，刀柄和切削杆的内部均设置有冷却液通道孔，切削杆的还设置有均布在切屑杆上的分流通道孔，所述分流通道孔与冷却液通道孔连通。通过特制的内冷却刀具进行铰孔和打孔，在使用不同尺寸的刀具时，可直接拆卸下切削杆进行更换，使得刀具使用更加灵活性。
[0026] 优化方案四，基于优化方案三：步骤十二，后期处理中，对表面进行再次打磨抛光后，
[0027] 对活塞
表面处理进行
镀铬，镀铬后可以减缓活塞的
氧化，保证其使用寿命。
附图说明
[0028] 图1为航空发动机用活塞结构示意图；
[0029] 图2为本发明一种航空发动机用活塞的加工工艺的
流程图。
具体实施方式
[0030] 下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
[0031] 附图标记：活塞大头端1，杆体2，内孔32，底孔31，顶尖孔4。
[0032] 如图1所示为一种航空发动机用活塞，其结构包括活塞大头端1和杆体2，从活塞大头端1中心处向内制造有内孔32直径为φ14.5mm,深度155mm，还有与其同轴的底孔31，底孔31的直径为底孔φ12mm,深度为173mm，整个表面光洁度要求为Ra0.8um，是内孔32与外圆的壁厚差不能大于0.1mm。
[0033] 如图2所示，为制造航空发动机用活塞，本
实施例提供的具体方法如下：步骤一：截取杆件钢材长度为232mm作为加工活塞使用的棒体；
[0034] 步骤二，活塞初加工，车削活塞大头端头，根据活塞大头端头的尺寸，通过车床通过车削的方式制造活塞大头端头；
[0035] 步骤三，将初加工的活塞进行热处理；
[0036] 步骤四，加工活塞的杆体，通过杆体的外圆尺寸，通过车削完成杆体外直径的制造[0037] 步骤五，内孔初加工，从大端头中心轴向内钻空；首先钻底孔，采用φ11×200的加长钻孔，其深度在50～10mm的底孔；然后第一次扩孔，用φ12×200的加长钻扩孔至其深度173mm，再然后是第二次扩孔：用φ14.2×200的加长钻第二次扩孔，其扩孔深度为154mm,[0038] 步骤六，初铰孔：用专用的内冷却刀具进行初铰孔，保证孔径尺寸为深度为155mm，表面光洁度为Ra3.2um；
[0039] 步骤七，精铰孔：更换第二把内冷却铰刀进行精铰孔，保证孔径尺寸为表面光洁度为Ra1.6um；
[0040] 步骤八，车锥面：在内孔口加工60°×0.80+0.2，的内锥面；
[0041] 步骤九，钻顶尖孔：利用车床夹具的芯轴撑紧零件 内孔的表面，芯轴与内孔通过锥度紧密配合；在杆体一侧的端面上钻φ4～φ8.5的中心孔；
[0042] 步骤十，车外圆：通过内孔和顶尖孔将活塞固定在车床上，加工活塞大头端头的外圆，其直径为 对杆体的外型进行车削，并且在杆体留0.2磨削余量；
[0043] 步骤十一，磨杆部：定位夹紧 的外圆，通过夹具顶紧中心孔，对杆体外型面进行磨削，使得表面光洁度要求为Ra0.8um。
[0044] 步骤十二，后期处理，首先去除活塞表面毛刺，然后清洗干净，再然后进行渗氮处理，接下来是对内孔进行螺纹加工，对表面进行再次打磨抛光，完成活塞的制造。
[0045] 步骤一使用的钢材为38crmoal的高级氮化钢，其具有高耐磨性，高疲劳强度和高强度特点。具有受冲击负荷不大而耐磨性高的特点。
[0046] 步骤二中的热处理方式为：将初加工的活塞加热至880～890℃，保温10～15min后，浸入氯化钠水溶液中冷却；冷却至常温后，再将活塞加热至500～550℃，保温20～30min，然后风冷至常温。通过热处理使得活塞的硬度得到提升也进一步提高其冲击韧性。
[0047] 内冷却刀具包括刀柄以及与刀柄可拆卸连接的切削杆，刀柄和切削杆的内部均设置有冷却液通道孔，切削杆的还设置有均布在切屑杆上的分流通道孔，所述分流通道孔与冷却液通道孔连通。通过特制的内冷却刀具进行铰孔和打孔，在使用不同尺寸的刀具时，可直接拆卸下切削杆进行更换，使得刀具使用更加灵活性。
[0048] 步骤十二，后期处理中，对表面进行再次打磨抛光后，对活塞表面处理进行镀铬，镀铬后可以减缓活塞的氧化，保证其使用寿命。
[0049] 以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干
变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和
专利的实用性。本
申请要求的保护范围应当以其
权利要求的内容为准，
说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
