CN101774111B - 超薄环形件加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种超薄环形件加工方法，其工艺流程是：1、切割毛坯；2、粗车；3、钻孔；4、分割单件；5、工装夹具制作；6、组合、精车；7、车削或磨削平面；以4-10件超薄环形件合并在一起同时钢板火焰切割整体下料，以提高刚性，使加工过程不变形，分割落料成单件的待加工的超薄环形件半成品须和工装夹具组合起来，工装夹具是一个上、下段之间带内、外台阶的环形件，在其上端面圆周上，按超薄环形件的安装孔尺寸，均布开设螺纹孔，再将待加工的超薄环形件的单件半成品与工装夹具用螺钉装配组合成为一个整体，增强超薄环形件半成品的刚性，保证后道工序加工时不变形，实现超薄环形件国产化，代替进口件，大幅度降低成本，满足用户的需求。

Description

超薄环形件加工方法

技术领域

本发明属机床加工方法，尤其是涉及一种环形件的加工方法。

背景技术

超薄环形件，是指厚度小于5mm，直径大于500mm，还有尺寸和形位公差要求的环形件；超薄环形件因其刚性很差，在加工过程中受到卡爪的夹紧力和切削进给力的作用下发生弹性和塑性变形，这种超薄环形件，经常在进口的设备配件中出现，而国内环形件加工领域里还没有成熟的超薄环形件加工工艺，现有的工艺加工超薄环形件存在着：(1)超薄环形件发生塑性变形，形位公差达不到要求。(2)超薄环形件易发生弹性变形，尺寸公差达不到要求；所以，合格的超薄环形件难以加工出来，使得与之相关联的整个备品备件不能国产化，不得不花大价钱进口；同时也不能及时供给，从而影响企业的正常生产和经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种超薄环形件加工方法，很好地解决了超薄环形件加工过程中发生的塑性和弹性变形难题，在加工过程中避免超薄环形件变形，使得形位和尺寸公差均达到了技术要求，能生产出完全可以替代进口的超薄环形件。

本发明的目的是这样来实现的：一种超薄环形件加工方法，其工艺流程是：1、切割毛坯；2、粗车；3、钻孔；4、分割单件；5、工装夹具制作；6、组合、精车；7、车削或磨削平面。其中：

1)、切割毛坯：

毛坯制作时不能一个超薄环形件一个毛坯分别用钢板火焰切割成，因为单件超薄环形件装夹时非常容易变形而无法车成，必须以4--10件超薄环形件合并在一起同时钢板火焰切割下料，以6件超薄环形件合并在一起同时钢板火焰切割下料为佳，使其成为整体，以提高刚性，保证加工过程不变形，毛坯的总厚度T按下列公式计算：T＝10+xt+5(x-1)，式中x-为超薄环形件的件数，t-单件超薄环形件成品的厚度，例如：厚度为4.5mm的超薄环形件，生产6件，其毛坯厚度为10+6×4.5+5×(6-1)＝62mm，超薄环形件毛坯的内、外径加工余量则按正常下料方法余量给定；超薄环形件的毛坯为几件合在一起整体下料，这样保证刚性，在后道工序加工过程中就不会变形。

2)、粗车：

在普通车床上去除超薄环形件的毛坯内、外径上的过多的余量，使其内、外径上的加工余量精确为：内径单边留1.5-3mm，外径单边留1.5-2mm，毛坯的端面车平即可。

3)、钻孔：

在粗车后的毛坯上按超薄环形件上安装孔的尺寸要求，在数控龙门钻床上加工沉头螺钉孔，毛坯上各沉头螺钉孔的小孔按图纸尺寸钻通，每个喇叭孔的深度按H＝h+ΔX计算：式中h-为喇叭孔图纸深度，ΔX-为端面精车余量，取2-4mm，环件越薄，取值越大，钻喇叭孔时，钻头的直径应取图纸中喇叭孔的最大孔径，该端面精车余量也是分割落料时，保证分割成的单件不变形所放的加工余量。

4)、分割单件：

将整体的超薄环形件的粗车并钻孔后的毛坯，在车床上分割成单件，这道工序的关键尺寸是对厚度的确定，单件厚度应保证分割成的单件不变形，其单件厚度值按H＝h+ΔX计算，式中h-为超薄环形件图纸中的厚度值，ΔX-为端面精车余量，取2-4mm，环件越薄，取值越大；每次分割前必须先将喇叭孔钻成后再分割，切割下来单件的切割面的粗糙度Ra不大于12.5。

5)、工装夹具制作：

分割落料成单件的待加工超薄环形件半成品，其刚性差，须和工装夹具组合起来，以增强超薄环形件半成品的刚性，保证后道工序加工时不变形；

工装夹具1(见图1、图2)，工装夹具1是一个上、下段之间带内、外台阶的环形件，在其上端面圆周上，按超薄环形件2的图纸上的安装孔尺寸，均布开设螺纹孔，螺纹孔的分度圆半径、螺纹孔直径和数量与安装超薄环形件2的螺钉3的分度圆半径、螺钉安装孔直径和数量对应相等；工装夹具1径向上的尺寸全部由产品超薄环形件2的径向尺寸所决定的：D是产品的外径，d是产品的内径，工装夹具1的上段环件的外径为D-2mm，内径为d+2mm；上段环件的外圆周面为找正基准圆，上段环件的高度为20mm；工装夹具1的下段环件的外径为D+10mm，内径为d-10mm，下段环件的外圆周面为夹紧面，夹紧面的高度h是由卡爪的夹紧高度所决定的，h是卡爪的夹紧高度，整个工装夹具1环件的高度为h+20mm；工装夹具1的两个端面的平行度均不大于0.03mm。

6、组合、精车：

在精车的立车上，卡爪夹在工装夹具1下段的外周，以工装夹具1上段的外周为找正基准圆找正；以工装夹具1上段的端面找平，夹紧后，再将待加工的超薄环形件2的单件半成品与工装夹具1用螺钉3装配组合起来，拧紧螺钉3，将半成品的超薄环形件2与工装夹具1成为一个整体(见图2)，在精车车床上，完成径向上的尺寸加工，使超薄环形件2单件的内、外直径达到图中尺寸要求，其厚度留0.2-0.5mm车削或磨削余量，车削余量取大值，磨削余量取小值。

7、车削或磨削平面：

在平面磨床或数控车磨床上完成超薄环形件的厚度尺寸及表面粗糙度的最后加工，使之达到图纸上的要求。

本发明提出的超薄环形件加工方法，用增加加工件的外形尺寸和工装夹具组合的方法来提高加工件的刚性，保证在加工过程中加工件不发生弹性和塑性变形，使得形位和尺寸公差达到了技术要求，生产出完全可以替代进口的超薄环形件，使备件实现国产化。

现结合附图和实施例对本发明所提出的超薄环形件加工方法作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明中所使用的工装夹具的示意图。

图2是本发明中工装夹具与超薄环形件的单件半成品组装后的示意图。

图1、图2中：1、工装夹具  2、超薄环形件  3、螺钉

具体实施方式

实施例：

玉龙公司进口机器上的回转支承为超薄环形件，由于超薄环形件的生产国内还没有成熟工艺方法，跑了许多单位均没有生产出来，我公司利用本发明所提出的超薄环形件加工方法，成功地生产出德国产的回转支承上的超薄环形件，其中：件1的尺寸是φ609_-0.175 ⁰/φ568₀ ^+0.175×3.5_-0.04 ^-0.01mm，件2的尺寸是φ617_-0.175 ⁰/φ561₀ ^+0.175×4.5_-0.04 ^-0.01mm；且对两个面还有平面度小于0.06mm和平行度小于0.06mm的形位公差要求；

按照本发明的加工工艺流程来加工以上两种产品：

1)切割毛坯：

件1以生产四件超薄环形件，钢板火焰切割下料，其毛坯的厚度按T＝10+xt+5(x-1)公式计算：件1的T₁＝10+4x3.5+5(4-1)＝39mm；毛坯的外、内径分别为：φ620mm、φ553mm；件1毛坯的尺寸是：φ620/φ553×39mm；

件2以生产十件超薄环形件，钢板火焰切割下料，其毛坯的厚度T₂＝10+10×4.5+5×(10-1)＝100mm，毛坯的外、内径分别为：φ630mm、φ546mm；其件2毛坯的尺寸是：φ630/φ546×100mm。

2)粗车：

根据本发明本工序要求，在普通车床上去除超薄环形件件1、件2的毛坯内、外径上的过多的余量，内径单边均留余量2mm，外径单边均留余量1.5mm，端面车平，分别将件1的毛坯粗车成φ612/φ564×37mm，件2的毛坯粗车成φ620/φ557×98mm。

3)钻孔：

按超薄环形件：件1、件2上安装孔的尺寸要求，在数控龙门钻床上对件1、件2的粗车后的毛坯加工沉头螺钉孔，8个φ6mm小孔均布，先钻小孔并钻通，再按图纸要求钻喇叭孔，其深度为h+ΔX，ΔX为端面精车余量，件1的h为10mm，件1的ΔX取3mm；件2的h为10mm，ΔX取2mm，所放的加工余量，在精车的时候车掉。

4)分割单件：

根据本发明本工序要求，件1、件2的分割单件的厚度均是6.5mm，在分割落料下一件前，先按工序3钻孔的要求钻成喇叭孔后再分割单件，件1共分割成四件，件2共分割成十件；在分割单件时切割面的粗糙度Ra小于12.5。

5)工装夹具制作：

根据件1、件2的尺寸要求，件1的工装夹具的上段部分的环形尺寸是φ(609-2)/φ(568+2)×20mm；在1米的立车上精车，其卡爪的高度是25mm，件1的工装夹具的下段部分的环形尺寸是φ(609+10)/φ(568-10)×25mm。件1的工装夹具的总高为45mm，按件1安装用的螺钉M5x10八个的要求，在件1的工装夹具的上端面上按图尺寸要求，圆周均布对应钻攻成M5-7H×10深×8个螺纹孔。

件2的工装夹具的上段部分的环形尺寸是φ(617-2)/φ(561+2)×20mm，在1米的立车上精车，其卡爪的高度是25mm，件2的工装夹具的下段部分的环形尺寸是φ(617+10)/φ(561-10)×25mm，件2的工装夹具的总高为45mm，按件2安装用的螺钉M5x10八个的要求，在件2的工装夹具的上端面上按图尺寸要求，圆周均布对应钻攻成M5-7H×12深×8个螺纹孔。

6)组合、精车：

在1米立车精车车床上，先将件1的工装夹具按本发明的工序要求，装夹好(找平、找正、夹紧)后再将半成品的件1用M5x10的螺钉装在工装夹具上，拧紧螺钉，使半成品的件1与工装夹具成为一个整体；

按半精车、精车工艺参数加工，分别车削件1半成品的内、外径，达图纸尺寸要求，再车端面，按后道工序加工方法是车磨，厚度尺寸留0.4mm车削余量，此时件1半成品的尺寸为φ609_-0.1/φ568^+0.12×3.9_+0.1mm。

件2的半成品用件2的工装夹具在1米立车精车车床上按工序加工成φ617_-0.12/φ561_+0.11×4.9_-0.08mm。

7)车削：

根据本发明本工序的要求，该道工序我公司在1.6米车磨床上加工件1半成品的3.9_+0.1mm和件2半成品的4.9_-0.08mm的厚度尺寸，使其达到图纸尺寸和表面粗糙度Ra1.6的要求。

经车磨加工后，将件1、件2分别从工装夹具上拆下，经检测，件1的成品尺寸为：φ609_-0.1/φ568^+0.12×3.5_-0.03mm，其端面的平面度为0.04mm；件2成品尺寸为：φ617_-0.12/φ561_+0.11×4.5_-0.02mm，其端面的平面度为0.05mm。

产品完全符合要求，玉龙公司实现了进口机器上的回转支承备品备件的国产化，也为企业节约了五分之四的费用。

Claims (2)

1.一种超薄环形件加工方法，其工艺流程是：1)、切割毛坯；2)、粗车；3)、钻孔；4)、分割单件；5)、工装夹具制作；6)、组合、精车；7)、车削或磨削平面；

其中：

1)、切割毛坯：

毛坯制作必须以4--10件超薄环形件合并在一起同时钢板火焰切割下料，使其成为整体，以提高刚性，保证加工过程不变形，毛坯的总厚度T按下列公式计算：T＝10+xt+5(x-1)，式中x为超薄环形件的件数，t为单件超薄环形件成品的厚度，超薄环形件毛坯的内、外径加工余量，则按正常下料方法余量给定；

2)、粗车：

在普通车床上去除超薄环形件的毛坯内外径上的过多的余量，使其内、外径上的加工余量精确为：内径单边留1.5-3mm，外径单边留1.5-2mm，毛坯的端面车平；

3)、钻孔：

在粗车后的毛坯上按超薄环形件上安装孔的尺寸要求，在数控龙门钻床上加工沉头螺钉孔，毛坯上各沉头螺钉孔的小孔，按图纸尺寸钻通，每个喇叭孔的深度按H＝h+ΔX计算，式中h为喇叭孔图纸深度，ΔX为端面精车余量，取2-4mm，环件越薄，取值越大；钻喇叭孔钻头的直径，应取图纸中喇叭孔的最大孔径；

4)、分割单件：

将整体的超薄环形件的粗车并钻孔后的毛坯，在车床上分割成单件，单件厚度的确定使分割成的单件不变形，其单件厚度值按H＝h+ΔX计算：式中h为超薄环形件图纸中的厚度值，ΔX为精车余量取2-4mm，且环形件越薄，取值越大，每次分割前，先将喇叭孔钻成后再分割，切割下来的单件，其切割面的粗糙度不大于12.5；

5)、工装夹具制作：

分割落料成单件的待加工的超薄环形件半成品，须和工装夹具组合起来，以增强超薄环形件半成品的刚性，使后道工序加工时不变形；

本工装夹具(1)是一个上、下段之间带内、外台阶的环形件，在其上端面圆周上，按超薄环形件(2)图纸上的安装孔尺寸，均布对应开设螺纹孔，螺纹孔的分度圆直径、螺纹孔直径、数量与安装超薄环形件(2)的螺钉(3)的分度圆直径、螺钉安装孔的直径和数量对应相等，工装夹具(1)径向上的尺寸全部由产品超薄环形件(2)的径向尺寸所决定的：D是产品的外径，d是产品的内径，工装夹具(1)的上段环件的外径为D-2mm，内径为d+2mm，上段环件的外圆周面为找正基准圆，上段环件的高度为20mm；工装夹具(1)的下段环件的外径为D+10mm，内径为d-10mm，下段环件的外圆周面为夹紧面，夹紧面的高度是由卡爪的夹紧高度所决定的，h是卡爪的夹紧高度，整个工装夹具(1)的高度为h+20mm，工装夹具(1)的两个端面的平行度均不大于0.03mm；

6)、组合、精车：

在精车的立车上，卡爪夹在工装夹具(1)下段的外周，以工装夹具(1)上段的外周为找正基准圆找正，以工装夹具(1)的上段端面找平，夹紧后，再将待加工的超薄环形件(2)的半成品单件与工装夹具(1)用螺钉(3)装配组合起来，拧紧螺钉(3)，将半成品的超薄环形件(2)与工装夹具(1)成为一个整体，在立车车床上完成径向上的尺寸加工，使超薄环形件(2)单件的内、外直径达到图中尺寸要求，其厚度留0.2-0.5mm的车削或磨削余量，车削余量取大值，磨削余量留小值；

7)、车削或磨削平面：

在平面磨床或数控车磨床上完成超薄环形件的厚度尺寸及表面粗糙度的最后加工，使之达到图纸上的要求。

2.根据权利要求1所述的超薄环形件加工方法，其特征是毛坯制作以6件超薄环形件合并在一起同时钢板火焰切割下料，使其成为整体。 

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