CN101704179A - 一种壳体加工工艺 - Google Patents

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CN101704179A CN200910219792A CN200910219792A CN101704179A CN 101704179 A CN101704179 A CN 101704179A CN 200910219792 A CN200910219792 A CN 200910219792A CN 200910219792 A CN200910219792 A CN 200910219792A CN 101704179 A CN101704179 A CN 101704179A
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孙学礼
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Abstract

一种壳体加工工艺，加工工艺路线如下：划线、加工两基准孔、加工头部、加工两深孔；(1)划线确定壳体上两基准孔的位置；(2)加工两基准孔，基准
Figure 200910219792.0_AB_0
Figure 200910219792.0_AB_2
压紧
Figure 200910219792.0_AB_3
；所用设备：立式加工中心，加工顺序为钻扩镗孔，刃具材料为硬质合金；(3)加工头部，基准
Figure 200910219792.0_AB_0
角向
Figure 200910219792.0_AB_2
夹紧辅助夹紧
Figure 200910219792.0_AB_4
，辅助支撑
Figure 200910219792.0_AB_5
，所用设备：普通车床，夹紧的装置采用自动定心装置，尺寸由夹具保证；(4)钻两深孔，基准
Figure 200910219792.0_AB_0
角向
Figure 200910219792.0_AB_2
夹紧
Figure 200910219792.0_AB_4
顶紧
Figure 200910219792.0_AB_3
支撑所用设备：立式加工中心，选择硬质合金钻头。本发明的优点：该工艺加工技术解决了高硬度复杂锻件进行多角度加工、深孔加工的难题具有可观的经济效益和良好的社会效益。

Description

一种壳体加工工艺
技术领域
本发明涉及机械加工工艺领域，特别涉及了一种壳体加工工艺。
背景技术
壳体的加工通常分为两个部分即：钎焊前的壳体加工及钎焊后的壳体加工。钎焊前的壳体毛料形式为模锻件，且结构复杂，毛坯表面不规则，在装夹、定位零件时困难，深孔钻孔时存在排屑困难、钻头极易折断及钻出的孔易发生偏移等问题。
焊接后的壳体是由壳体和衬套经过真空钎焊后组成，由零件的结构特点决定在头部内螺纹由于材料切削能差、螺纹直径小等特点，用普通方法加工材料切削能差公称直径小的内螺纹非常困难。
发明内容
本发明的目的是通过制定合理的工艺路线及工艺方法并设计了一系列专用工装等使得加工出的零件符合设计图纸的全部要求，并满足壳体内部各零件的装配位置及在下一级组件的装配位置，最终达到组件特性要求。
本发明提供了一种壳体加工工艺，其特征在于：所述的壳体加工工艺路线如下：划线、加工两基准孔、加工头部、加工两深孔；
钎焊前壳体加工工艺分析：该零件的毛料形式为模锻件，且结构复杂，毛坯表面不规则，在装夹、定位零件时困难，导致零件各相互位置尺寸即两个大孔位置之间(公差为±0.1)与头部之间角向关系及两深孔壁厚尺寸1.2min不易保证。其次是零件的材料为GH708，两深孔长径比接近14，并且在两深孔之间还存在着两个直径分别为φ7.8、φ13.8的大孔，钻孔时存在排屑困难、钻头极易折断及钻出的孔易发生偏移等问题，见图1。
本着设计基准与工艺基准相重合的原则，首先应加工两基准孔(Φ7.8，Φ13.8)的两个端面，然后在两个端面上划线确定两个基准孔的位置并加工两基准孔(Φ7.8，Φ13.8)，最后以两个端面及两个基准孔加工为基准加工头部、两个Φ3.5的深孔及其余各形面。
(1)、划线
划线的目的是确定两基准孔的位置，由于零件的毛坯形式为模锻件，用以做机加基准的表面精度较低，另外就是两基准孔的位置确定后就决定了整个零件的加工位置，所以划线工序非常重要同时也非常必要。见图2，在保证尺寸两处3.5min的基础上确定两基准孔的位置。
(2)、加工两基准孔
在该工序加工出的两孔，为以后各工序的基准孔，两孔之间不仅有位置要求，两孔与头部还应有角向之间的要求，因为在加工头部时以两孔为基准，若在本工序不以头部为角向，那么加工出的两孔与头部之间不发生对应的关系，则在加工头部时，可能会发生加工出的头部与毛坯偏移现象。
基准压紧所用设备：立式加工中心。见图3，加工顺序为钻扩镗孔，刃具材料为硬质合金。
(3)、加工头部
基准
Figure G2009102197920D0000031
角向夹紧
Figure G2009102197920D0000033
辅助夹紧辅助支撑
Figure G2009102197920D0000035
所用设备：普通车床。夹紧
Figure G2009102197920D0000036
的装置采用自动定心装置，尺寸45±0.1由夹具保证，见图4。
(4)、钻两深孔
基准
Figure G2009102197920D0000037
角向
Figure G2009102197920D0000038
夹紧
Figure G2009102197920D0000039
顶紧支撑
Figure G2009102197920D00000311
见图5。所用设备：立式加工中心。在加工过程中主要问题是当钻至深孔底部时钻头极易折断、钻出的孔发生偏移及排屑困难等。首先是钻头材料选择问题，由于零件的切削性能原因普通材料的钻头根本不能满足加工要求，经过多次切削试验，最终选择硬质合金钻头效果比较理想，其次是在钻每个深孔时分别用两把钻头，两把钻头的长度比为第一把钻头的长度是第二把钻头的长度1/2左右，其目的是利用短钻头强度大的特点先钻出一定长度的深孔，然后再用长钻头钻出全部深孔，这样就较好的解决了钻头极易折断、钻深孔发生偏移及排屑困难等问题。
钎焊后的壳体加工工艺分析：
焊接后的壳体是由壳体和衬套经过真空钎焊后组成，由零件的结构特点决定在真空钎焊后焊料在焊接处不易产生毛细管作用并且导致主副油路串油密封不合格。头部内螺纹(M6×0.75-5H6H)由于材料(GH708)切削能差、螺纹直径小等特点，使得用普通方法加工材料切削能差公称直径小的内螺纹非常困难。
从图6分析可知，零件的设计基准为头部的右端面
Figure G2009102197920D00000312
及螺纹的轴线，本着设计基准与工艺基准重合的原则，工艺安排应当先加工头部，然后以头部右端面及螺纹为基准加工φ8、φ14孔及内部槽。
(1)真空钎焊
使用设备：储能点焊机、真空钎焊炉。在实际操作过程中易出现以下几种问题即在端面上的焊料没有完全溶化，外表很不美观且有部分零件密封效果很不好等问题。
分析其原因有3个方面：
1)在进行焊接时钎焊炉真空度不好，炉内的部分氧分子在焊料的表面上产生一层致密的氧化膜防碍了钎焊料的流动；2)衬套和壳体内、外直径在装配时配合不好，可能单面间隙过大，破坏了钎焊料的毛细管作用，以至于焊料不能很好的填充两零件之间的配合间隙；3)在端面上放3～5片圆环钎料过多，焊接后由于焊料溶化面积过大，外表很不美观。
解决措施：在端面上点焊了一片圆环焊料，另外特别注重两零部件在装配时单面的间隙，要选配合适的零件以至于把配合间隙(单面间隙)控制在0.03～0.10mm范围内，这样装配效果是最佳的。另外对于密封性不好需要补焊的零件，在未焊上区域要重新放置钎料(剪成条状)，重新进炉内进行焊接。通过反复几次试验，结果显示效果非常理想。
(2)振动攻丝
如图6所示，头部内螺纹(M6×0.75)经过普通攻丝及车削等加工试验，结果表明均不能实现上述材料内螺纹的加工.为此真对该技术问题进行了大量试验，并在振动钻孔原理的启发下，研制了专用振动攻丝机，其原理是在切削过程中进刀与退刀始终是依次进行，其目的是获得足够的切削力.结果显示应用专用振动攻丝机加工上述内螺纹，不仅加工质量好而且加工效率高.
本发明的优点：
该工艺加工技术解决了高硬度复杂锻件进行多角度加工、深孔加工的难题、真空钎焊后两油路串油即密封不好及高硬度材料、小直径螺纹加工等难题，可以推广应用到航空航天、汽车等行业壳体的技术领域，具有可观的经济效益和良好的社会效益。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为钎焊前的壳体示意图；
图2为划线示意图；
图3为加工两基准孔示意图；
图4为加工头部示意图；
图5为钻两深孔示意图；
图6为钎焊后的壳体示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种壳体加工工艺，其特征在于：所述的壳体加工工艺路线如下：划线、加工两基准孔、加工头部、加工两深孔；钎焊前壳体加工工艺分析：该零件的毛料形式为模锻件，且结构复杂，毛坯表面不规则，在装夹、定位零件时困难，导致零件各相互位置尺寸即两个大孔位置之间(公差为±0.1)与头部之间角向关系及两深孔壁厚尺寸1.2min不易保证。其次是零件的材料为GH708，两深孔长径比接近14，并且在两深孔之间还存在着两个直径分别为φ7.8、φ13.8的大孔，钻孔时存在排屑困难、钻头极易折断及钻出的孔易发生偏移等问题，见图1。
本着设计基准与工艺基准相重合的原则，首先应加工两基准孔(Φ7.8，Φ13.8)的两个端面，然后在两个端面上划线确定两个基准孔的位置并加工两基准孔(Φ7.8，Φ13.8)，最后以两个端面及两个基准孔加工为基准加工头部、两个Φ3.5的深孔及其余各形面。
(1)、划线
划线的目的是确定两基准孔的位置，由于零件的毛坯形式为模锻件，用以做机加基准的表面精度较低，另外就是两基准孔的位置确定后就决定了整个零件的加工位置，所以划线工序非常重要同时也非常必要。见图2，在保证尺寸两处3.5min的基础上确定两基准孔的位置。
(2)、加工两基准孔
在该工序加工出的两孔，为以后各工序的基准孔，两孔之间不仅有位置要求，两孔与头部还应有角向之间的要求，因为在加工头时以两孔为基准，若在本工序不以头部为角向，那么加工出的两孔与头部之间不发生对应的关系，则在加工头部时，可能会发生加工出的头部与毛坯偏移现象.
基准压紧
Figure G2009102197920D0000062
所用设备：立式加工中心。见图3，加工顺序为钻扩镗孔，刃具材料为硬质合金。
(3)、加工头部
基准
Figure G2009102197920D0000063
角向
Figure G2009102197920D0000064
夹紧
Figure G2009102197920D0000065
辅助夹紧
Figure G2009102197920D0000066
辅助支撑
Figure G2009102197920D0000067
所用设备：普通车床。夹紧
Figure G2009102197920D0000068
的装置采用自动定心装置，尺寸45±0.1由夹具保证，见图4。
(4)、钻两深孔
基准
Figure G2009102197920D0000071
角向
Figure G2009102197920D0000072
夹紧顶紧
Figure G2009102197920D0000074
支撑
Figure G2009102197920D0000075
见图5。所用设备：立式加工中心。在加工过程中主要问题是当钻至深孔底部时钻头极易折断、钻出的孔发生偏移及排屑困难等。首先是钻头材料选择问题，由于零件的切削性能原因普通材料的钻头根本不能满足加工要求，经过多次切削试验，最终选择硬质合金钻头效果比较理想，其次是在钻每个深孔时分别用两把钻头，两把钻头的长度比为第一把钻头的长度是第二把钻头的长度1/2左右，其目的是利用短钻头强度大的特点先钻出一定长度的深孔，然后再用长钻头钻出全部深孔，这样就较好的解决了钻头极易折断、钻深孔发生偏移及排屑困难等问题。
钎焊后的壳体加工工艺分析：
焊接后的壳体是由壳体和衬套经过真空钎焊后组成，由零件的结构特点决定在真空钎焊后焊料在焊接处不易产生毛细管作用并且导致主副油路串油密封不合格。头部内螺纹(M6×0.75-5H6H)由于材料(GH708)切削能差、螺纹直径小等特点，使得用普通方法加工材料切削能差公称直径小的内螺纹非常困难。
从图6分析可知，零件的设计基准为头部的右端面
Figure G2009102197920D0000076
及螺纹的轴线，本着设计基准与工艺基准重合的原则，工艺安排应当先加工头部，然后以头部右端面及螺纹为基准加工φ8、φ14孔及内部槽。
(1)真空钎焊
使用设备：储能点焊机、真空钎焊炉。在实际操作过程中易出现以下几种问题即在端面上的焊料没有完全溶化，外表很不美观且有部分零件密封效果很不好等问题。
分析其原因有3个方面：
1)在进行焊接时钎焊炉真空度不好，炉内的部分氧分子在焊料的表面上产生一层致密的氧化膜防碍了钎焊料的流动；2)衬套和壳体内、外直径在装配时配合不好，可能单面间隙过大，破坏了钎焊料的毛细管作用，以至于焊料不能很好的填充两零件之间的配合间隙；3)在端面上放3～5片圆环钎料过多，焊接后由于焊料溶化面积过大，外表很不美观。
解决措施：在端面上点焊了一片圆环焊料，另外特别注重两零部件在装配时单面的间隙，要选配合适的零件以至于把配合间隙(单面间隙)控制在0.03～0.10mm范围内，这样装配效果是最佳的。另外对于密封性不好需要补焊的零件，在未焊上区域要重新放置钎料(剪成条状)，重新进炉内进行焊接。通过反复几次试验，结果显示效果非常理想。
(3)振动攻丝
如图6所示，头部内螺纹(M6×0.75)经过普通攻丝及车削等加工试验，结果表明均不能实现上述材料内螺纹的加工.为此真对该技术问题进行了大量试验，并在振动钻孔原理的启发下，研制了专用振动攻丝机，其原理是在切削过程中进刀与退刀始终是依次进行，其目的是获得足够的切削力.结果显示应用专用振动攻丝机加工上述内螺纹，不仅加工质量好而且加工效率高.

Claims (1)

1.一种壳体加工工艺，其特征在于：所述的壳体加工工艺路线如下：划线、加工两基准孔、加工头部、加工两深孔；
(1)、划线确定壳体上两基准孔的位置；
(2)、加工两基准孔
基准
Figure F2009102197920C0000011
压紧
Figure F2009102197920C0000012
所用设备：立式加工中心，加工顺序为钻扩镗孔，刃具材料为硬质合金；
(3)、加工头部
基准
Figure F2009102197920C0000013
角向
Figure F2009102197920C0000014
夹紧
Figure F2009102197920C0000015
辅助夹紧
Figure F2009102197920C0000016
，辅助支撑
所用设备：普通车床，夹紧
Figure F2009102197920C0000018
的装置采用自动定心装置，尺寸由夹具保证；
(4)、钻两深孔
基准
Figure F2009102197920C0000019
角向
Figure F2009102197920C00000110
夹紧
Figure F2009102197920C00000111
顶紧
Figure F2009102197920C00000112
支撑
Figure F2009102197920C00000113
所用设备：立式加工中心，选择硬质合金钻头，其次是在钻每个深孔时分别用两把钻头，两把钻头的长度比为第一把钻头的长度是第二把钻头的长度1/2，利用短钻头强度大的特点先钻出一定长度的深孔，然后再用长钻头钻出全部深孔。
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