CN104668683A - 立式分度机构及利用该机构实现薄壁异型零件的加工方法 - Google Patents

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贾峰
孙焕玉
韩超
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H11/00—Auxiliary apparatus or details, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

立式分度机构及利用该机构实现薄壁异型零件的加工方法。立式分度机构包括基体（1）、轴承（3）、定位轴（4）、定位销（5）、定位盘（6），基体（1）上开有基准孔（2），基准孔配合分度盘上的定位孔（9）使用，基体（1）开有定位轴通孔，定位轴通孔内安装轴承（3），轴承（3）安装在定位轴（4）上，轴承连接定位轴（4），定位轴为阶梯轴，基体（1）顶端开有定位销通孔（8），定位销通孔（8）配合定位销（5）使用，定位销与定位盘（6）相连；定位轴（4）、定位销通孔（8）及基准孔（2）三者的轴线平行设置。本发明用于利用立式分度机构实现的薄壁异型零件的加工方法。

Description

立式分度机构及利用该机构实现薄壁异型零件的加工方法
技术领域
本发明涉及一种立式分度机构及利用该机构实现异型零件的加工方法。
背景技术
随着科学技术的日益发展，薄壁异型板越来越广泛的应用于航空航天、汽车、轮船零部件及各种机械部位，但是现有的产品的加工表面多数是通过加工中心加工，加工后零件内部会产生较大的残余内应力；缺点是：零件会产生加工变形，无法保证设计图纸最终要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作方便、能保证足够的精度、成本低的立式分度机构及利用该机构实现薄壁异型零件的加工方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
立式分度机构，所述的立式分度机构包括基体1、轴承3、定位轴4、定位销5、定位盘6，所述的基体1上开有基准孔2，所述的基准孔2配合分度盘上的定位孔9使用，所述的基体1开有定位轴通孔，所述的定位轴通孔内安装所述的轴承3，所述的轴承3安装在定位轴4上，所述的定位轴4为阶梯轴，所述的基体1顶端开有定位销通孔8，所述的定位销通孔8配合所述的定位销5使用，所述的定位销5与所述的定位盘6相连，所述的定位轴4的一端也连接所述的定位盘6；所述的定位轴4、所述的定位销通孔8及所述的基准孔2三者的轴线平行设置。
一种利用权利要求1所述的立式分度机构实现薄壁异型零件的加工方法，所述的加工方法由下述步骤完成：
第一步：将零件7的内表面进行车工加工；
     第二步：将加工后的零件7两端均留出加工余量2mm后，以线切割切除加工余量；
     第三步：将两端均留出加工余量2mm的零件7，经热处理的方式消除零件7的内部残余内应力；
     第四步：将消除内部残余内应力的零件7在慢走丝机上用所述的立式分度机构装夹并将零件7的两端一次切除加工到图纸设计尺寸；
     第五步：加工成图纸设计尺寸的零件7，用线切割加工其外表面。
所述的薄壁异型零件加工方法，所述的第三步的热处理过程为：零件7进行一次退火去应力处理，退火温度为430℃--460℃，保温110min--130min后，随炉冷却至室温。
有益效果：
1.本发明适合几何形状不规则、壁薄、精度要求高的产品要求，有利于提高零件的加工精度，减少加工工序。
2.本发明加工工序简单、操作方便、能保证足够的精度，成品率达到90%以上，加工成本低，即实现了产品的要求，又节约了能源。
3.本发明在慢走丝机上用立式分度机构装夹零件，旋转加工，一次加工成型，避免产生切削应力，保证零件加工精度在0.05mm以内。
4.本发明经热处理方式后零件各方向上的变形小于1mm，粗加工时，零件各方向上都留有2mm余量，因此，变形不影响后续精加工。
附图说明：
附图1是立式分度机构主剖视图。
附图2是附图1的侧视图。
附图3是零件主视图。
附图4是附图3的侧视图。
具体实施方式：
实施例1
引用附图1、附图2，立式分度机构，所述的立式分度机构包括基体1、轴承3、定位轴4、定位销5、定位盘6，所述的基体1上开有基准孔2，所述的基准孔2配合分度盘上的定位孔9使用，所述的基体1开有定位轴通孔，所述的定位轴通孔内安装所述的轴承3，所述的轴承3安装在定位轴4上，所述的定位轴4为阶梯轴，所述的基体1顶端开有定位销通孔8，所述的定位销通孔8配合所述的定位销5使用，所述的定位销5与所述的定位盘6相连，所述的定位轴4的一端也连接所述的定位盘6；所述的定位轴4、所述的定位销通孔8及所述的基准孔2三者的轴线平行设置。
实施例2
利用实施例1所述的立式分度机构实现薄壁异型零件的加工方法，所述的加工方法由下述步骤完成：
第一步：将零件7的内表面进行车工加工；
     第二步：将加工后的零件7两端均留出加工余量2mm后，以线切割切除加工余量；
     第三步：将两端均留出加工余量2mm的零件7，经热处理的方式消除零件7的内部残余内应力；
     第四步：将消除内部残余内应力的零件7在慢走丝机（型号：CA20）上用所述的立式分度机构装夹并将零件7的两端一次切除加工到图纸设计尺寸；
 第五步：加工成图纸设计尺寸的零件7，用线切割加工其外表面。
实施例3
实施例2所述的薄壁异型零件加工方法，所述的第三步的热处理过程为：零件7进行一次退火去应力处理，退火温度为430℃--460℃，保温110min--130min后，随炉冷却至室温25℃。由于内应力释放，由于加热温度低保温时间短，使零件的变形小于0.5mm，使后续加工更方便
实施例4
实施例2所述的薄壁异型零件加工方法，所述的第三步的热处理过程为：零件7进行一次退火去应力处理，退火温度为460℃，保温130min后，随炉冷却至室温。由于内应力释放，由于加热温度高保温时间长，使零件的变形小于1.3mm，使后续加工更精细。
实施例5
实施例2所述的薄壁异型零件加工方法，所述的第三步的热处理过程为：零件7进行一次退火去应力处理，退火温度为450℃，保温120min后，随炉冷却。由于内应力释放，由于加热温度高保温时间长，使零件的变形小于1mm，使后续加工程序较适合现有机器。
    经试验，经热处理方式后零件各方向上的变形小于1mm，由于粗加工时，零件各方向上都留有2mm余量，因此，变形不影响后续精加工；
用立式分度机构在慢走丝上将零件两端一次加工到最终尺寸，由于零件内部残余应力已释放，因此，加工较为稳定；
最后以线切割加工零件外环表面，并保证产品的尺寸和位置要求。
按照本发明的结构特点，经分析，应采用慢走丝加工的方式可有效的减小加工应力，且加工精度较高，可满足要求，保证产品精度，需在慢走丝上配置立式分度机构，立式分度机构工作原理与加工中心中的立式电子分度盘相同，理想状态下，可实现与设备联动，但由于慢走丝工作区域在水下，因此，对此分度机构的材质及密封性要求极高，经与设备厂家联系，无正式产品，为实现产品加工，自行设计手动式立式分度机构（如图1），该机构采用整体不锈钢结构，定位盘与基体之间靠轴承与定位轴连接，可保证零件角向位置，按相应的零件加工位置，在基体上加工基准孔，在分度盘上，加工定位孔；在产品加工过程中，以定位销固定分度机构中定位盘与基体的相对角向位置，慢走丝切除相应位置的余量后，手动调整定位盘与基体之间的相对角向，至下一个工位，继续加工。
产品加工过程：第一步以车工加工零件的内表面，第二步在零件两端均留出加工余量2mm后，以线切割切除大部分加工余量，由于零件各个方向上所去除的余量不均匀，零件内会残余一部分内应力，需进行一次退火去应力处理，第三步退火时零件加热至450℃，保温120min后，随炉冷却至室温，此时，由于内应力释放，零件会产生变形，但是变形小于1mm，由于粗加工时，零件各方向上都留有2mm余量，因此，退火去应力处理后的变形不影响后续的精加工，第四步用立式分度机构在慢走丝机上将零件两端一次加工到最终尺寸，由于零件内部残余应力已释放，因此，加工稳定；第五步以线切割加工零件外环表面，并保证产品的尺寸和位置要求。
零件在粗加工后，两端异型结构各位置留2mm余量，经热处理消除零件内部残余内应力，在慢走丝机上用立式分度机构装夹零件，旋转加工，一次加工成型，避免产生切削应力，保证零件加工精度。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种立式分度机构，其特征是：所述的立式分度机构包括基体（1）、轴承（3）、定位轴（4）、定位销（5）、定位盘（6），所述的基体（1）上开有基准孔（2），所述的基准孔（2）配合分度盘上的定位孔（9）使用，所述的基体（1）开有定位轴通孔，所述的定位轴通孔内安装所述的轴承（3），所述的轴承（3）安装在定位轴（4）上，所述的定位轴（4）为阶梯轴，所述的基体（1）靠近顶端开有定位销通孔（8），所述的定位销通孔（8）配合所述的定位销（5）使用，所述的定位销（5）与所述的定位盘（6）相连，所述的定位轴（4）的一端也连接所述的定位盘（6）；所述的定位轴（4）、所述的定位销通孔（8）及所述的基准孔（2）三者的轴线平行设置。
2.一种利用权利要求1所述的立式分度机构实现薄壁异型零件的加工方法，其特征是：所述的加工方法由下述步骤完成：
第一步：将零件（7）的内表面进行车工加工；
     第二步：以线切割方式加工零件（7），使零件（7）两端均留出加工余量2mm；
     第三步：将两端均留出加工余量2mm的零件（7），经热处理的方式消除零件（7）的内部残余内应力；
     第四步：将消除内部残余内应力的零件（7）在慢走丝机上用所述的立式分度机构装夹，并将零件（7）的两端余量一次切除，加工到图纸设计尺寸；
     第五步：加工成图纸设计尺寸的零件（7），用线切割加工其外轮廓面，至满足最终设计要求。
3.根据权利要求2所述的薄壁异型零件的加工方法，其特征是：所述的第三步的热处理过程为：零件（7）进行一次退火去应力处理，退火温度为430℃--460℃，保温110min--130min后，随炉冷却至室温。
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