CN103551808B - 一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的加工方法，尤其适用于CT机转子的加工，只需一台龙门五面体数控机床，依次采用3个工装装夹零件、总共经过4道工序就可以完成对该转子类零件的精确加工，不仅设备成本投入较少，而且工艺简单，缩短了加工工时，大大提高了生产效率。相较于现有技术，本发明工序较少、工时较短，将传统工艺所需的35小时加工时间缩短至20小时，大大提高了生产效率，而且避免了因工序较多需要更多次装夹和更换机台带来的加工误差，提高了加工精度，提升产品的一次加工合格率。

Description

一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的方法
技术领域
本发明涉及一种采用数控机床加工大型转子类零件的加工方法，尤其是涉及一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的方法。
背景技术
请参阅图1至图3，其绘示一种典型的大型转子类零件——CT机转子，所述转子类零件100具有分别位于轴向两端并且与轴向垂直的第一端面110和第二端面120，所述转子类零件在靠近所述第一端面110的外圆周面上还设有环状皮带槽10，所述第一端面110和所述第二端面120之间连接有与轴向垂直的隔板130，所述隔板中沿轴向开设有通孔131，所述隔板上还设有若干待加工的孔132。
由于该种转子类零件结构复杂、加工精度要求较高，目前现有技术通常需要2台以上的设备才能完成精加工，需投入的设备成本较高。而且，现有技术针对该种转子类零件的加工工艺复杂，不仅工序较多，而且所需加工工时较长，生产效率较低，生产成本较高。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的方法，以简化工序，降低生产成本，提高转子类零件的生产效率和生产稳定性。
为达到上述目的，本发明提供一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的加工方法，所述转子类零件具有分别位于轴向两端并且与轴向垂直的第一端面和第二端面，所述转子类零件在靠近所述第一端面的外圆周面上还设有环状皮带槽，所述第一端面和所述第二端面之间连接有与轴向垂直的隔板，所述隔板中沿轴向开设有通孔其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：
①采用第一工装将零件毛坯装夹在旋转工作台上，加工第一端面作为第一定位基准面；
②将零件翻转，采用第二工装将零件装夹在旋转工作台上，以所述第一定位基准面定位，对所述第二端面作粗加工留较小余量，并在所述隔板上沿轴向贯穿加工所述两个销孔；
③通过两个销钉连接所述第二工装和所述转子类零件的两个销孔，以所述第一定位基准面和所述两个销孔作为定位基准，将所述第二端面精加工作为第二定位基准面，并对所述转子类零件的侧面上的部分结构进行回转加工；
④将零件再次翻转，采用第三工装将零件装夹在旋转工作台上，以所述第二定位基准面和所述两个销孔定位，对所述转子类零件的侧面上的其它部分结构回转加工，并通过安装在龙门机床主轴的开槽刀具加工所述环状皮带槽。
所述第一工装、所述第二工装及所述第三工装的结构均包括用于支撑零件的底板及设在所述底板上用于固定压紧零件的压板。所述第一工装、所述第二工装及所述第三工装的底板在中间位置均开设有孔径为75mm的中心孔，以便于将底板精密装配到机床的旋转工作台上，确保工件回转加工中心与工作台中心重合，降低工件坐标系和程序路线，提高加工精度。
其中，所述第二工装和所述第三工装的底板上均分别设有与所述隔板上的两个销孔一一对应的两个定位孔，通过两个定位孔快速定位工件，减少装夹时间，提高前后工序加工尺寸位置精度。两个定位孔到底板中心孔的圆心的尺寸分别与所述转子零件上对应的两个销孔到零件轴向中心的尺寸一致，便于零件的回转加工，同时也保证步骤④加工环状皮带槽的同心度和尺寸要求。
相较于现有技术，本发明的方法运用一台龙门五面体数控机床对CT机转子这样的转子类零件进行加工，只需要依次采用3个工装装夹零件、总共经过4道工序就可以完成对该转子类零件的精确加工，不仅设备成本投入较少，而且工艺简单，品质稳定，缩短了加工工时，大大提高了生产效率。
说明书附图
图1为一种转子类零件CT机转子的主视图。
图2为图1的A-A向剖视图。
图3为图1中的K部放大图。
图4为本发明的第二工装的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
本实施例采用三菱重工MVR龙门五面体加工中心对图1至图3所示的CT机转子进行加工。请参阅图1至图3，其绘示的一种典型的转子类零件100为CT机转子，其为大型不规则薄壁回转体，有600多处加工点位。该转子类零件100具有分别位于轴向两端并且与轴向垂直的第一端面110和第二端面120，所述转子类零件在靠近所述第一端面110的外圆周面上还设有环状皮带槽10，所述第一端面110和所述第二端面120之间连接有与轴向垂直的隔板130，所述隔板中沿轴向开设有通孔131，所述隔板上还设有若干个待加工孔，本发明的加工方法中提升其中两个孔的加工精度作为定位销孔132。隔板131上还具有多个待加工的凸台及安装孔。
本实施例采用3个工装用于加工时将零件装夹定位在数控机床的回转工作台上。3个工装包括第一工装、第二工装及第三工装。所述第一工装、所述第二工装及所述第三工装的结构均包括用于支撑零件的底板及设在所述底板上用于固定压紧零件的压板。3个工装的底板上还可设有用以支撑零件的隔板130的支柱、以及用以从零件外侧面固定零件的支架。所述支架包括底座以及横穿底座上部的螺栓，固定零件时螺栓贯穿零件的侧面后通过螺母锁紧。3个工装根据工件形状、重力、切屑力等计算压紧点及压紧力大小，粗加工压紧力为85N，精加工在91N。通过该3个工装的稳定装夹，保证600多个加工点位尺寸变形量、加工余量、位置精度等要求。
所述第一工装、所述第二工装及所述第三工装的底板在中间位置均开设有孔径为75mm的中心孔，以便于将底板装夹定位到机床的旋转工作台上，确保工装的中心与回转工作台中心同心。请参阅图4，其绘示第二工装的结构示意图。第二工装包括底板20，底板20上设有用于在不同部位固定压紧零件的压板21，底板20的中心开始有中心孔22，底板20上还开设有与零件隔板130上的两个销孔132一一对应的定位孔23。第三工装的底板上也分别与所述隔板130上的两个销孔132一一对应的两个定位孔。第二工装和第三工装的两个定位孔到底板中心孔的圆心的尺寸分别与所述转子零件上两个销孔到零件轴向中心的尺寸一致，便于零件的回转加工，同时也保证步骤④加工环状皮带槽的同心度和尺寸要求。
具体地，该转子类零件100通过以下步骤进行加工：
①根据产品加工图纸计算各工位加工余量，采用第一工装将零件毛坯装夹在旋转工作台上，使用高度尺测量零件毛坯所述加工余量，划各工位加工余量线，根据第一端面110的加工余量线加工第一端面110作为第一定位基准面；
②将零件翻转，采用第二工装将零件装夹在旋转工作台上，以所述第一定位基准面定位，对所述第二端面120作粗加工留较小余量，并在所述隔板130上沿轴向贯穿精加工两个销孔；
③通过两个销钉连接所述第二工装的两个定位孔23和所述转子类零件的两个销孔132，以所述第一定位基准面和所述两个销孔132作为定位基准，参照第二端面120的加工余量线，将所述第二端面120精加工到位作为第二定位基准面，并对所述转子类零件100的侧面上的部分结构进行回转加工；
④将零件再次翻转，采用第三工装将零件装夹在旋转工作台上，以所述第二定位基准面和所述两个销孔132定位，对所述转子类零件100的侧面上靠近第一端面110的其它部分结构回转加工，并通过安装在龙门机床主轴的开槽刀具加工所述环状皮带槽。
相较于现有技术，采用本发明的方法加工CT机转子零件只需通过一台龙门五面体数控机床就可以完成，而且工序较少、工时较短，将传统工艺所需的35小时加工时间缩短至20小时，大大提高了生产效率，而且避免了因工序较多需要更多次装夹和更换机台带来的加工误差，提高了加工精度，提升产品的一次加工合格率，品质合格率达到100%。
本发明通过合理设计工装、工装设计避让加工尺寸或开孔定位装夹，工装定位精确，加工路线简化，合并部分工序，确保600多个加工点位尺寸在四次装夹全部加工完成并达到精度要求。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的加工方法，所述转子类零件具有分别位于轴向两端并且与轴向垂直的第一端面和第二端面，所述转子类零件在靠近所述第一端面的外圆周面上还设有环状皮带槽，所述第一端面和所述第二端面之间连接有与轴向垂直的隔板，所述隔板中沿轴向开设有通孔，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：
①采用第一工装将零件毛坯装夹在旋转工作台上，加工第一端面作为第一定位基准面；
②将零件翻转，采用第二工装将零件装夹在旋转工作台上，以所述第一定位基准面定位，对所述第二端面作粗加工留较小余量，并在所述隔板上沿轴向贯穿加工两个销孔；
③通过两个销钉连接所述第二工装和所述转子类零件的两个销孔，以所述第一定位基准面和所述两个销孔作为定位基准，将所述第二端面精加工作为第二定位基准面，并对所述转子类零件的侧面上的部分结构进行回转加工；
④将零件再次翻转，采用第三工装将零件装夹在旋转工作台上，以所述第二定位基准面和所述两个销孔定位，对所述转子类零件的侧面上的其它部分结构回转加工，并通过安装在龙门机床主轴的开槽刀具加工所述环状皮带槽。
2.根据权利要求1所述的一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的加工方法，其特征在于：所述第一工装、所述第二工装及所述第三工装的结构均包括用于支撑零件的底板及设在所述底板上用于固定压紧零件的压板。
3.根据权利要求2所述的一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的加工方法，其特征在于：所述第一工装、所述第二工装及所述第三工装的底板在中间位置均开设有中心孔。
4.根据权利要求3所述的一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的加工方法，其特征在于：所述中心孔的孔径为75mm。
5.根据权利要求3所述的一种龙门五面体数控机床加工转子类零件的加工方法，其特征在于：所述第二工装和所述第三工装的底板上均分别设有与所述两个销孔一一对应的两个用于连接销钉的定位孔。
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