CN103028909A - 加工薄壁半圆型零件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加工薄壁半圆型零件的方法，该方法包括以下步骤：1）准备管料或棒料；2）将管料或棒料的任一端部开设工艺延长段；3）在工艺延长段的端面上开设基准孔；4）利用基准孔对管料或棒料进行工艺加工；5）将加工完成的管料或棒料进行分割；6）去除工艺延长段。本发明提供了一种可提高加工精度、便于操作以及降低设备投资成本的加工薄壁半圆型零件的方法。
Description
技术领域
本发明属机械加工领域，涉及一种零件的加工工艺，尤其涉及一种加工薄壁半圆型零件的方法。
背景技术
对于沿轴向、径向均有特征形状的薄壁零件，基本上选用五轴立卧转换设备一次加工完成，然后进行热处理，零件的精度最后取决热处理的变形程度。薄壁零件刚性差，二次装夹易造成装夹变形，加之缺乏准确的定位、定向基准，二次加工的基准不易与第一次的加工基准重合，很难获得较高的加工精度。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可提高加工精度、便于操作以及降低设备投资成本的加工薄壁半圆型零件的方法。
本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种加工薄壁半圆型零件的方法，其特殊之处在于：所述加工薄壁半圆型零件的方法包括以下步骤：
1）准备管料或棒料；
2）将管料或棒料的任一端部开设工艺延长段；
3）在工艺延长段的端面上开设基准孔；
4）利用基准孔对管料或棒料进行工艺加工；
5）将加工完成的管料或棒料进行分割；
6）去除工艺延长段。
上述步骤3）中基准孔是成对设置的。
上述步骤3）中基准孔是成对沿管料或棒料的中心对称设置的；且每对基准孔之间的角度位置与零件形状要素的位置是相关的。
上述步骤4）中的工艺加工是轴向工艺加工和/或径向工艺加工。
上述轴向工艺加工是沿管料或棒料的轴向进行异型孔、异型槽或机械加工领域中其它加工工艺可接受的工艺加工。
上述径向工艺加工是沿管料或棒料的径向进行开孔、开槽或机械加工领域中其它加工工艺可接受的工艺加工。
上述步骤5）中的分割是将已经加工完成的管料或棒料一分为二。
上述步骤5）中的分割的方式是采用电加工或铣削将加工完成的管料或棒料进行一分为二。
上述分割的方式是电加工时，所述分割的方式是线切割。
上述分割的方式是铣削时，所述分割的方式是采用普通铣床、数控铣床或加工中心进行分割。
本发明的优点是：
本发明对薄壁零件采用一个工艺加长端，在工艺加长端增加定位、定向基准，选择压紧部位，根据零件特征形状的相互关系，设计出定位、定向基准及压紧位置，实现零件热处理后的多次反复加工，提高零件的加工精度，有效的解决了薄壁半圆形零件的装夹、定位、测量问题，原本需要三坐标测量的尺寸，使用这种方法加工，加工者能够实现100%自检，提高了零件的加工效率。同时，基于本发明所提供的方法可以将薄壁零件使用多工序的普通设备加工代替五轴数控设备的加工，降低设备的投资成本。
附图说明
图1是含有径向孔的薄壁半圆零件的结构示意图；
图2是本发明在对薄壁零件进行加工时首先开设的延长段的结构示意图；
图3a是在延长段上开设的基准孔的结构示意图；
图3b是图3a的侧视结构示意图；
图4a是以加长端的基准孔定位，加工第一个轴向圆弧的测量示意图；
图4b是图4a的侧视结构示意图；
图5a是以加长端的基准孔定位，加工第二个轴向圆弧的测量示意图；
图5b是图5a的侧视结构示意图；
图6是以加长端的基准孔定位，加工径向孔的加工示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种加工薄壁半圆型零件的方法，该加工薄壁半圆型零件的方法包括以下步骤：
1）准备管料或棒料；
2）将管料或棒料的任一端部开设工艺延长段；
3）在工艺延长段的端面上开设基准孔；基准孔是成对的沿管料或棒料的中心对称设置的；且每对基准孔之间的角度位置与零件形状要素的位置是相关的。例如图1，径向小孔，，孔与R圆弧面有角向а°要求，在加长端设置成对基准孔时，如图3，BB’与AA’的夹角及CC’与AA’的夹具均为а°，单个零件只有一个径向孔，整圆加工就是两个径向孔，在夹具上拉直定位销的垂直方向，以AA’为基准完成两处R弧面的加工后，再以BB’为基准加工径向孔，此时径向孔自然和R弧面形成а°的关系；同理，以CC’为基准，加工另一处径向孔，此径向孔和R弧面也形成了а°的关系。增加两对定位基准孔的目的：可以利用普通设备或三轴设备代替四轴或五轴的加工，此处径向小孔可以是任意形状的凸台、凹槽、型孔等。
4）利用基准孔对管料或棒料进行工艺加工；工艺加工是轴向工艺加工和/或径向工艺加工；轴向工艺加工是沿管料或棒料的轴向进行异型孔、异型槽或机械加工领域中其它加工工艺可接受的工艺加工；径向工艺加工是沿管料或棒料的径向进行开孔、开槽或机械加工领域中其它加工工艺可接受的工艺加工；
5）将加工完成的管料或棒料进行一分为二式的分割；分割的方式是采用电加工或铣削；当分割的方式选用电加工时，分割的方式是线切割；当分割的方式选用铣削时，分割的方式是采用普通铣床、数控铣床或加工中心进行分割。
6）去除工艺延长段。
下面以某种薄壁半圆型零件为例，介绍使用工艺加长加工的方法，零件结构见图1，该零件包括沿薄壁半圆形零件的轴向开设的不同半径的孔，以及沿其径向在不同位置开设的通孔，该零件可以全部说明本发明所提供的方法。
对于图1所示的零件，基于本发明的方法对其进行加工时，该加工的具体方式是：
A、使用准备好的管料或棒料在车床上（包含数控车床）加工出如图2所示结构，其中L部分为工艺加长。
B、根据零件的特征形状及相互角向关系，如图1所示，两处R圆弧面的偏心及径向小孔与R圆弧面的角向位置a°，给出加长部分的结构如图3a以及图3b所示。
C、使用A、A’孔做基准加工2处R圆弧面，工作台上的圆转盘旋转的角度等于R弧面圆心与外园圆心的连线和AA’的夹角即β角，薄壁半圆零件初始选择整圆加工，可以避免半圆加工产生的变形及测量困难的问题，在这个事例中，如果半圆加工R弧面，则R值需要送三坐标测量，如果选择整圆加工，R值可以通过间接测量L值得到R值的实际尺寸，如图4a以及图4b，再通过间接测L1值，如图5a以及图5b所示，得出圆心点为O3、O4的R实际值。加工过程的压紧面为N。
圆心为O1的R测量公式：
----(L取最大值） 圆心为O4的弧面R1测量公式：
----(L1取最大值）参照图6，证明L、L1为最大值：
AA’=L1(A、A’分别为O1O4延长线与R、R1弧面的交点）
CC’=L1’(C、C’分别为弧面上任意一点）
现证明L1>L1’
O1A=O1C过O1做CC’的垂线交于G1
O4A’=O4C’过O4做CC’的垂线交于G
过O4做O1G1延长线的垂线，交于G1’GG1=O4G1’
由于直角三角形斜边大于直边，O1C>CG1 O4C’>C’G O1O4>O4G1’
所以：O1C+O1O4+O4C’>CG1+O4G1’+C’G
即：O1A+O1O4+O4A’>CG1+G1G+GC’ L1>L1’
D、分别选择C、C’孔和B、B’孔为基准对整圆加工2处径向孔，制作简单的定位板，在普通的台钻上就能够完成2处径向孔的加工，加工压紧面可以选择在N面或N’面。如图6，如热处理后需要磨削加工内型面，仍然选择A、A’孔为基准，磨削内型面，粗、精加工的基准统一，可以保证精加工的余量均匀，不会形成局部余量不足产生零件报废的情况。大批量加工选用此种方法，可以降低零件的加工成本。
E、最后工序将零件一分为二，使用A、A’孔为基准，可以用电加工（线切割）或铣削方法（包括普通铣床、数控铣床、加工中心等）将零件分离，最后切去工艺加长部分。
Claims (10)
1.一种加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1）准备管料或棒料；
2）将管料或棒料的任一端部开设工艺延长段；
3）在工艺延长段的端面上开设基准孔；
4）利用基准孔对管料或棒料进行工艺加工；
5）将加工完成的管料或棒料进行分割；
6）去除工艺延长段。
2.根据权利要求1所述的加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述步骤3）中基准孔是成对设置的。
3.根据权利要求2所述的加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述步骤3）中基准孔是成对沿管料或棒料的中心对称设置的；且每对基准孔之间的角度位置与零件形状要素的位置是相关的。
4.根据权利要求3所述的加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述步骤4）中的工艺加工是轴向工艺加工和/或径向工艺加工。
5.根据权利要求4所述的加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述轴向工艺加工是沿管料或棒料的轴向进行异型孔、异型槽或机械加工领域中其它加工工艺可接受的工艺加工。
6.根据权利要求4所述的加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述径向工艺加工是沿管料或棒料的径向进行开孔、开槽或机械加工领域中其它加工工艺可接受的工艺加工。
7.根据权利要求5或6所述的加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述步骤5）中的分割是将已经加工完成的管料或棒料一分为二。
8.根据权利要求7所述的加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述步骤5）中的分割的方式是采用电加工或铣削将加工完成的管料或棒料进行一分为二。
9.根据权利要求8所述的加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述分割的方式是电加工时，所述分割的方式是线切割。
10.根据权利要求8所述的加工薄壁半圆型零件的方法，其特征在于：所述分割的方式是铣削时，所述分割的方式是采用普通铣床、数控铣床或加工中心进行分割。
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