CN102554586A - 一种大平面薄壁件双面精密加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高精度大平面复杂形状薄壁类零件的双面加工技术领域。所要解决的技术问题是，提供一种基于胶粘法的大平面薄壁件双面精密加工方法，即可以保证可靠夹紧，又能减小装夹应力，满足此类零件的精密加工。本发明采用双面胶胶粘法实现大平面复杂形状薄壁类零件的可靠装夹，减小装夹应力；采用清洗粘结面，用辗棒辗压粘结面等方法使工件、工装板与双面胶良好接触；采用在工件四周涂硅橡胶进行密封的方法，防止加工过程中切削液的渗入；采用在工件板上预开渗透槽的方法，使有机溶剂可以沿渗透槽快速渗入双面胶内部，缩短除胶的时间；采用了高速铣的加工方法，确定了既能保证加工精度、减少工件变形，又能保证加工效率的最佳工艺参数。

Description

一种大平面薄壁件双面精密加工方法

技术领域

本发明涉及高精度大平面复杂形状薄壁类零件的双面加工技术领域。

技术背景

对于需双面加工的大平面薄壁类零件在加工中由于尺寸大、形状复杂、精度要求高，特别是在加工第二个面时，由于第一个面上存在的凸台特征及需要加工到较薄的工件厚度等因素的影响，在现有的夹紧定位和加工中存在着较大困难。

现有技术采用虎钳、螺纹压紧或压板压紧，夹紧力大并且分布不均匀，容易造成工件变形和夹紧力分布不均匀，无法保证零件精度。采用真空吸附夹具，对于具有大量槽类和凸台特征的薄板，夹具设计和真空吸附较为困难，且由于零件较薄，吸附力小则零件难以夹紧，吸附力大则会导致零件变形。也有技术报导披露了采用液体胶如502胶粘的办法，但是由于该胶为快速固化液体溶剂，在大面积涂胶时操作困难、涂层不均匀，粘接效果不理想。

在加工方面采用普通的数控加工设备，铣削力大，零件易变形，而且由于板厚较薄及细槽类特征的存在，有时需要采用小直径刀具加工，刀具线速度低，加工困难，难以保证加工精度和加工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对此类零件的高速铣削加工，提供一种基于胶粘法的大平面薄壁件双面精密加工方法，可克服现有技术的不足，即可以保证可靠夹紧，又能减小装夹应力，满足此类零件的精密加工。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种大平面薄壁件双面精密加工方法，所述方法包括步骤一：将薄壁工件装夹在数控机床上对工件的第一面进行加工；其特征在于：

所述方法还包括以下步骤：

步骤二：在对工件的第一面进行加工的同时，在工件表面加工后续步骤所需要的定位销钉孔；

步骤三：在工件的第一面加工完成后，对工件表面进行去毛刺，并进行化学清洗，以去除工件表面油污；

步骤四：制作用于对完成第一面加工的工件进行定位的3R工装板；

所述3R工装板是按照以下办法制作：在3R工装板上加工定位用的压紧螺钉孔、销钉孔；所述3R工装板上的螺钉孔与工件上的螺钉孔位置相对应，所述3R工装板上的销钉孔与工件上的销钉孔位置相对应；

在3R工装板对应工件第一加工面上的凸台的相应位置加工凸台让位槽，所述凸台让位槽的尺寸大于相应凸台1mm～2mm；

在3R工装板上开渗透槽，渗透槽的宽度为1mm～2mm，深度为2mm～4mm，渗透槽之间的间隔为双面胶的宽度，渗透槽的长度大于工件加工后实际外形的长度小于工件毛坯外形的长度；

加工好定位孔及开槽后，对3R工装板上需要粘接工件的面去毛刺，并进行化学清洗，以去除表面油污。

步骤五：双面胶的粘接

在3R工装板上相邻的渗透槽中间贴双面胶带，尽量保持双面胶平直；贴完后，先用手从中间向两侧推平，挤出双面胶与粘接面的空气，并用专用辗棒辗压双面胶表面，保证双面胶与粘接面的良好接触；

贴双面胶后，用刀片清除3R工装板上销钉孔、螺纹孔及凸台让位槽对应的位置的双面胶；

将双面胶的保护纸揭开，将定位销钉插入3R工装板上，使工件上销钉孔与销钉对准，并套在销钉上，然后从上方将工件保持水平状态压上，并与双面胶接触，从中间向外压平工件，挤出工件与3R工装板粘接面的空气；拔去销钉，用专用辗棒辗压工件表面，保证工件与粘接面的良好接触，最后在工件四周安装辅助压紧螺钉；

胶粘后需要对胶接面进行密封，采用硅橡胶对工件四周、螺钉孔、销钉处进行密封，并放置一段时间，使硅橡胶固化。

步骤六：将粘接有3R工装板的工件装夹在数控机床上采用高速铣的加工方法对工件的第二面进行加工。

步骤七：加工后的除胶处理：

加工完成后，将工件外围的多余材料拆下，露出渗透槽，然后将工件放入有机溶剂中，经过浸泡，使工件与3R工装板分离。

本发明可带来以下有益效果：

本发明采用双面胶胶粘法实现大平面复杂形状薄壁类零件的可靠装夹，减小装夹应力；采用清洗粘结面，用辗棒辗压粘结面等方法使工件、工装板与双面胶良好接触；采用在工件四周涂硅橡胶进行密封的方法，防止加工过程中切削液的渗入；采用在工件板上预开渗透槽的方法，使有机溶剂可以沿渗透槽快速渗入双面胶内部，缩短除胶的时间；采用了高速铣的加工方法，确定了既能保证加工精度、减少工件变形，又能保证加工效率的最佳工艺参数。

本发明的一种基于胶粘法的大平面薄壁件双面精密加工方法，能有效解决大平面复杂形状薄壁件的双面加工难题。本发明已成功试用在主体特征为厚度在0.5mm以下、直径在Φ250以上、两面均有大量的凸台和凹槽、尺寸和位置精度要求高达±0.01mm大平面薄壁类零件的加工。本发明加工成本低，通用性好，即适用于需双面加工的大平面薄壁类零件，同样也适用于需单面加工的大平面薄壁类零件，并且可适用于各种金属和非金属材料，是一种简易、实用的加工技术。

附图说明

图1：3R工装板开孔、开槽示意图

图2：大平面复杂形状薄壁件胶粘示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

按照图1所示，图1中：1为3R工装板；2为压紧螺钉孔；3为销钉孔；4为工件毛坯外形；5为工件实际外形；6为渗透槽；7为凸台让位槽。

以下给出一个具体实施例的实施方式。

(1)第一面加工

为了方便后续的胶粘，可选择表面凸台等特征较少、易加工的面作为工件要加工的第一面，采用普通的数控加工方法进行，采用螺钉压紧的方法装夹在数控机床上进行，在进行第一面加工的同时在工件表面预钻、铰定位销钉孔，以满足后续步骤的定位要求。

(2)粘接前的准备

在工件的第一面加工完成后，需对工件表面进行去毛刺，并进行化学清洗，以去除工件表面油污，保护好工件上需要与3R工装板胶粘的面，以保证良好的胶粘力。

为了保证在加工第二面时工件的加工精度，采用3R夹具对工件进行定位，按图1所示3R工装板1上分别加工用于定位用的压紧螺钉孔2、销钉孔3。

在3R工装板的对应工件的第一个加工面上的凸台等特征的相应位置上加工凸台让位槽7，槽的尺寸大于相应凸台1mm～2mm。

为了便于在加工后溶剂渗入工件底部以去除双面胶，需在3R工装过渡板上采用割槽刀预先进行开渗透槽6，如图1所示，渗透槽的宽度为1mm～2mm，深度为2mm～4mm，相邻渗透槽之间的间隔为双面胶的宽度，渗透槽的长度在大于工件加工后的实际外形长度小于工件毛坯外形长度。

开孔、开槽后，对3R工装板需要与工件之间粘接的面进行去毛刺，并用丙酮仔细清洗。

(3)双面胶的粘接

按图2所示，图2中，8为辅助压紧螺钉；9为定位销钉；10为工件；11为双面胶带；12为硅橡胶；1为3R工装板。

在3R工装板1上相邻的渗透槽中间贴双面胶带11，尽量保持双面胶平直。贴完后，先用手从中间向两侧推平，挤出双面胶与粘接面的空气，并用专用辗棒辗压双面胶表面，保证双面胶与粘接面的良好接触。

贴双面胶后，需采用槽位模板对工装板上销钉孔、螺纹孔及凸台让位槽对应的位置的双面胶进行去除，模板已开好相应的缺口，将模板置于3R工装板上并进行定位，然后用刀片清除销钉孔、螺纹孔及凸台让位槽相应位置的双面胶。

将双面胶的保护纸揭开，将定位销钉9插入3R工装板1上，使工件上销钉孔与销钉对准，并套在销钉上，然后轻轻从上方将工件保持水平状态压上，并与双面胶接触，从中间向外压平工件，挤出工件与粘接面的空气。拔去销钉，用专用辗棒辗压工件表面，保证工件与粘接面的良好接触，最后在工件四周安装辅助压紧螺钉8。

胶粘后需要对胶接面进行密封，采用硅橡胶12对工件四周、螺钉孔、销钉处进行密封，并放置一段时间，使硅橡胶固化。

(4)工件第二面的加工

为了减小切削应力和提高加工速度，需要采用高速铣加工，主轴转速为10000转/分以上，以0.02mm～0.1mm的小进给量进行加工，在开始加工时由于工件较厚选择稍大的进给量，在工件厚度逐渐减小后为防止工件翘起需采用较小的进给量。

(5)加工后的除胶处理

加工后，可采用丙酮或汽油等有机溶剂对双面胶进行溶解。将工件外围的多余材料拆下，露出渗透槽，然后将工件放入有机溶剂中，经过浸泡，使工件与3R工装板分离。

Claims (1)

1.一种大平面薄壁件双面精密加工方法，所述方法包括步骤一：将薄壁工件装夹在数控机床上对工件的第一面进行加工；其特征在于：

所述方法还包括以下步骤：

步骤二：在对工件的第一面进行加工的同时，在工件表面加工后续步骤所需要的定位销钉孔；

步骤三：在工件的第一面加工完成后，对工件表面进行去毛刺，并进行化学清洗，以去除工件表面油污；

步骤四：制作用于对完成第一面加工的工件进行定位3R工装板；

所述3R工装板是按照以下办法制作：在3R工装板上加工定位用的压紧螺钉孔、销钉孔；所述3R工装板上的螺钉孔与工件上的螺钉孔位置相对应，所述3R工装板上的销钉孔与工件上的销钉孔位置相对应；

在3R工装板对应工件第一加工面上的凸台的相应位置加工凸台让位槽，所述凸台让位槽的尺寸大于相应凸台1mm～2mm；

在3R工装板上开渗透槽，渗透槽的宽度为1mm～2mm，深度为2mm～4mm，渗透槽之间的间隔为双面胶的宽度，渗透槽的长度大于工件加工后实际外形的长度小于工件毛坯外形的长度；

加工好定位孔及开槽后，对3R工装板上需要粘接工件的面去毛刺，并进行化学清洗，以去除表面油污；

步骤五：双面胶的粘接

在3R工装板上相邻的渗透槽中间贴双面胶带，尽量保持双面胶平直；贴完后，先用手从中间向两侧推平，挤出双面胶与粘接面的空气，并用专用辗棒辗压双面胶表面，保证双面胶与粘接面的良好接触；

贴双面胶后，用刀片清除3R工装板上销钉孔、螺纹孔及凸台让位槽对应的位置的双面胶；

将双面胶的保护纸揭开，将定位销钉插入3R工装板上，使工件上销钉孔与销钉对准，并套在销钉上，然后从上方将工件保持水平状态压上，并与双面胶接触，从中间向外压平工件，挤出工件与3R工装板粘接面的空气；拔去销钉，用专用辗棒辗压工件表面，保证工件与粘接面的良好接触，最后在工件四周安装辅助压紧螺钉；

胶粘后需要对胶接面进行密封，采用硅橡胶对工件四周、螺钉孔、销钉处进行密封，并放置一段时间，使硅橡胶固化；

步骤六：将粘接有3R工装板的工件装夹在数控机床上采用高速铣的加工方法对工件的第二面进行加工；

步骤七：加工后的除胶处理：

加工完成后，将工件外围的多余材料拆下，露出渗透槽，然后将工件放入有机溶剂中，经过浸泡，使工件与3R工装板分离。

Images