CN105033566B - 适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其特点是：通过备料生成围墙，进过加工中心粗加工后进行热处理。最终，通过加工中心精加工皆可。由此，可有效适应各种不同类别的薄壁薄底类产品的加工，拥有较佳的加工适应性。同时，实现加工效率高、产品质量稳定。更为重要的是，依托于构筑类似“围墙”的加工工艺，能够有效利用产品本身的余料来对产品加工时进行强度保护，避免出现夹伤、压伤产品情况，成品光洁度高。能够防止产品因结构单薄，导致加工时产品质量不稳定及表面质量差。再者，能够减少其他辅助工装来支撑的需求，不会在生产准备过程中出现浪费。

Description

适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法

技术领域

本发明涉及一种产品加工方法，尤其涉及一种适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法。

背景技术

目前，采用机加工来加工生产工薄壁薄底产品的工艺方法基本有以下几种：

一、采用线切割机床加工。

该方式加工产品形状单一、加工后的表面光洁度差、加工效率低，适合样件生产，批量及大批量生产较难实现。

二、采用加工中心配合线切割机床加工。

在实际操作过程中，二次装夹容易产生加工累积误差；且线切割加工后的表面光洁度差、加工效率低，该种加工工艺适合样件生产，批量及大批量生产较难实现。

三、采用加工中心加工。

若采用普通的加工方法，如采用虎钳装夹，用螺丝装夹，需要来回换压板。这样，会导致产品不良率高、夹伤、压伤多及加工效率低等问题。并且，该种加工工艺适合样件生产，批量及大批量生产较难实现。

四、采用加工中心配合真空吸盘加工。

样件，在生产时需先加工适用于薄壁薄底的真空吸盘，生产成本过高。

有一现有技术，201510223045.X，为薄壁零件的加工方法，其提供了如下方式：

a、选择刀具：依据要加工的薄壁零件的槽深、零件高、槽宽，铣刀直径为槽宽的1/2～槽宽-2，选择三刃锥柄粗加工铣刀和精加工铣刀，精加工铣刀其切削刃研磨处粗糙度不大于Ra0.3；

b、在数控机床上设定好零件的槽深、槽宽、粗加工层数4～7层，粗加工层厚度1～1.5和0.2～0.4毫米的精加工余量；

c、设定数控机床主轴转动的线速度和切削进给，粗加工的线速度和切削进 给分别为220～230m/min、72～74mm/min，精加工的线速度和切削进给分别为310～350m/min、105～110mm/min；

d、将装夹有毛坯组件的虎钳置于数控机床的工作台上，调整好粗加工铣刀与毛坯组件的位置，使粗加工铣刀的刀刃对准毛坯组件的切削起始点，将虎钳固紧在数控机床的工作台上；

e、粗加工：启动数控机床，以设定的粗加工的线速度210～230m/min、切削进给68～74mm/min、粗加工层厚度2～3毫米和粗加工层数4～7层，粗加工铣刀从毛坯组件一端进刀直到毛坯组件的另一端，再反向进刀回到起始端的铣刀走向，对毛坯组件进行粗加工，重复铣刀走向，逐层切削直到最后一个加工层，粗加工结束，槽底和槽壁分别留有0.5～1毫米精加工余量；

f、精加工：取下粗加工铣刀，将精加工铣刀装在刀架上，启动数控机床，以设定的精加工的线速度320～370m/min和切削进给105～110mm/min，精加工铣刀从毛坯组件一端沿粗加工的槽进刀直到毛坯组件的另一端，再反向沿粗加工的槽进刀回到起始端的铣刀走向，对粗加工的槽底和槽壁进行切削精加工，当达到要求的精度时精加工结束；

g、转动拧紧螺杆，松开虎钳的两钳口，将毛坯组件翻转1800，用加工后的槽底支靠于垫块上，调整垫块的高度，毛坯组件高出虎钳钳口上端面1/4零件高，转动拧紧螺杆使虎钳的两钳口夹紧毛坯组件；

h、取下精加工铣刀，将粗加工铣刀装在刀架上，调整好粗加工铣刀与毛坯组件的位置，使粗加工铣刀的刀刃对准毛坯组件的切削起始点；

i、启动数控机床，以设定的精加工的线速度320～360m/min和切削进给105～110mm/min，精加工铣刀从毛坯组件一端沿粗加工的槽进刀直到毛坯组件的另一端，再反向沿粗加工的槽进刀回到起始端的铣刀走向，对粗加工的槽底和槽壁进行切削精加工，当达到要求的精度时精加工结束；

j、转动拧紧螺杆，松开虎钳的两钳口，取下加工好的两个薄壁零件送检，检验合格，零件的加工结束；

K、转动拧紧螺杆，松开虎钳的两钳口，取下加工好的两个薄壁零件送检，检验合格，零件的加工结束。

然后，其实际要解决的问题是采用垫块支撑，虎钳夹紧成对零件，零件装卸方便、加工工艺简单。消除了铣削时用软爪或虎钳等直接装夹薄壁底座加工造成的薄壁零件变形。但是，对于较为薄的零件来说，采用垫块支撑依然会不可避免的出现变形，还是无法实现推广实施。

还有一现有技术，201510223059.1，其提供了一种薄壁零件的加工方法。具体来说，包括一下步骤：

a、选择刀具：选取各加工阶段需要的刀具，将其按顺序放入刀盘；

b、定位：将待加工件采用轴向加紧基准定位；

c、设定数控机床主轴转动的线速度和切削进给，粗加工的线速度和切削进给分别为200～230m/min、70～74mm/min，精加工的线速度和切削进给分别为305～370m/min、100～115mm/min；

d、零件装夹：将两个零件的毛坯端面对端面靠紧组成毛坯组件，虎钳的两钳口之间放置一垫块，毛坯组件置于垫块上，调整垫块的高度，毛坯组件高出虎钳钳口上端面1/4零件高，转动拧紧螺杆使虎钳的两钳口夹紧毛坯组件；

e、将装夹有毛坯组件的虎钳置于数控机床的工作台上，调整好粗加工铣刀与毛坯组件的位置，使粗加工铣刀的刀刃对准毛坯组件的切削起始点，将虎钳固紧在数控机床的工作台上；

f、粗加工：启动数控机床，以设定的粗加工的线速度200～230m/min、切削进给65～74mm/min、粗加工层厚度2～3毫米和粗加工层数4～7层，粗加工铣刀从毛坯组件一端进刀直到毛坯组件的另一端，再反向进刀回到起始端的铣刀走向，对毛坯组件进行粗加工，重复铣刀走向，逐层切削直到最后一个加工层，粗加工结束，槽底和槽壁分别留有0.5～1毫米精加工余量；

g、精加工：取下粗加工铣刀，将精加工铣刀装在刀架上，启动数控机床，以设定的精加工的线速度300～370m/min和切削进给100～115mm/min，精加工铣刀从毛坯组件一端沿粗加工的槽进刀直到毛坯组件的另一端，再反向沿粗加工的槽进刀回到起始端的铣刀走向，对粗加工的槽底和槽壁进行切削精加工，当达到要求的精度时精加工结束；

h、转动拧紧螺杆，松开虎钳的两钳口，将毛坯组件翻转1800，用加工后的 槽底支靠于垫块上，调整垫块的高度，毛坯组件高出虎钳钳口上端面1/4零件高，转动拧紧螺杆使虎钳的两钳口夹紧毛坯组件；

i、取下精加工铣刀，将粗加工铣刀装在刀架上，调整好粗加工铣刀与毛坯组件的位置，使粗加工铣刀的刀刃对准毛坯组件的切削起始点；

j、启动数控机床，以设定的精加工的线速度300～370m/min和切削进给100～115mm/min，精加工铣刀从毛坯组件一端沿粗加工的槽进刀直到毛坯组件的另一端，再反向沿粗加工的槽进刀回到起始端的铣刀走向，对粗加工的槽底和槽壁进行切削精加工，当达到要求的精度时精加工结束；

k、转动拧紧螺杆，松开虎钳的两钳口，取下加工好的两个薄壁零件送检，检验合格，零件的加工结束；

L、转动拧紧螺杆，松开虎钳的两钳口，取下加工好的两个薄壁零件送检，检验合格，零件的加工结束。

同样的，这个现有技术其实际要解决的问题是采用垫块支撑，消除了铣削时用软爪或虎钳等直接装夹薄壁底座加工造成的薄壁零件变形。但是，对于较为薄的零件来说，由于缺少必要的支撑，还是会出现变形。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法。

本发明的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，备料生成围墙。步骤二，加工中心粗加工。步骤三，热处理。步骤四，加工中心精加工。

进一步地，上述的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其中，所述步骤一中，通过锯床对工件进行修正，令工件外形比产品净尺寸单边大5mm至10mm，所述单边构成围墙，通过工艺销钉，在围墙上形成顶孔；在围墙侧面形成围墙侧定位孔，通过工艺压板与侧定位孔相结合，对工件进行限位；在围墙上设置有用于辨别产品装夹方向的基准角。

更进一步地，上述的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其中，所述步骤二中包括，

S1，正面粗加工，选择适合刀具，调用适合的加工参数进行，且对工件的特征单边预留余量；

S2，反面粗加工，选择适合刀具，调用适合的加工参数进行，且对工件的总厚度预留余量。

更进一步地，上述的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其中，S1所述适合刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述适合的加工参数，所述特征单边预留余量为1mm至1.5mm。

更进一步地，上述的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其中，S2所述适合刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述总厚度预留余量为1mm至1.5mm。

更进一步地，上述的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其中，所述步骤三中，通过热处理炉进行去应力退火，采用的温度为280℃至320℃，保温时间为1至3小时，最终进行空冷。

更进一步地，上述的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其中，所述步骤四中包括，

S1，反面精加工，选择适合刀具，通过适合的加工参数进行加工；

S2，正面精加工，选择适合刀具，通过适合的加工参数进行加工，形成通孔；

S3，去除围墙，令工件正面特征加工到位。

更进一步地，上述的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其中，所述S1所述适合刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述铣刀包括球头刀、粗加工用两刃铣刀、半精加工四刃铣刀、精加工四刃铣刀中的一种或是多种组合。

更进一步地，上述的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其中，所述S2所述适合刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述铣刀包括刀片镶嵌式盘形铣刀、两刃键槽铣刀中的一种或是多种组合。

再进一步地，上述的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其中，所述S3中，通过锁紧螺丝，锁紧产品内嵌，通过铣刀对围墙进行切割去除。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

1、可有效适应各种不同类别的薄壁薄底类产品的加工，拥有较佳的加工适应性。

2、可免去施工者采用普通加方式(如虎钳等、压板等)进行加工或采用线切割加工，实现加工效率高、产品质量稳定。

3、依托于构筑类似“围墙”的加工工艺，能够有效利用产品本身的余料来对产品加工时进行强度保护，避免出现夹伤、压伤产品情况，成品光洁度高。能够防止产品因结构单薄，导致加工时产品质量不稳定及表面质量差。

4、减少其他辅助工装来支撑的需求，不会在生产准备过程中出现浪费。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是正面精加工示意图。

图2是正面加工通孔示意图。

图3是锁紧螺丝锁紧示意图。

图4是工件最终成型为产品的结构示意图。

图中各附图标记的含义如下。

1 工件 2 围墙

3 顶孔 4 侧定位孔

5 工艺压板 6 基准角

7 通孔 8 锁紧螺丝

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以 下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至4的适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其与众不同之处在于包括以下核心步骤：

步骤一，备料生成围墙。

为了便于后续加工，在步骤一中，通过锯床对工件1进行修正，令工件1外形比产品净尺寸单边大5mm至10mm，该单边构成围墙2。接着，通过工艺销钉，在围墙2上形成顶孔3。结合实际施工来看，工艺销钉孔尺寸一般采用 深6mm。同时，为了后续定位精准，在围墙2侧面形成围墙2侧定位孔4。这样，通过工艺压板5与侧定位孔4相结合，对工件1进行限位，防止产品因加工时受力而位置发生移动。为了便于施工，可以采用虎钳进行辅助定位，该虎钳的夹位厚度为3mm至5mm。再者，考虑到能够让工人及时知晓产品装夹的正确方向，在在围墙2上设置有用于辨别产品装夹方向的基准角6。

步骤二，加工中心粗加工。

具体来说，其主要包括正面粗加工和反面粗加工。实际实施时，针对正面粗加工，需要选择适合刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，调用适合该工件加工的对应参数(由于各个工件加工参数不同，且并非全还标准数值，在此不再赘述)进行，且对工件1的特征单边预留余量。考虑到余量的合理性，不会对下道工序构成影响，采用的特征单边预留余量为1mm至1.5mm。

与之对应的是，本发明采用的反面粗加工过程如下：也是选择适合刀具同样包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，调用反面加工所需要的对应加工参数进行加工。在此期间，需要对工件1的总厚度预留余量，用于满足夹装需要。在实际实施的时候总厚度预留余量为1mm至1.5mm。

步骤三，热处理。

本发明在实施期间，通过热处理炉进行去应力退火。为了满足较佳的加工效果，采用的280℃至320℃的温度，保温时间为1至3小时，最终进行空冷即可。当然，通过多次实验对比后发现，采用2小时的保温时间可以取得较佳的。本发明采用热处理的目的在于，可以有效消除机加工的残余应力，换句话说，使产品加工后的应力得到释放。

步骤四，加工中心精加工。

首先，进行反面精加工。在此期间，选择的刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述铣刀包括球头刀、粗加工用两刃铣刀、半精加工四刃铣刀、精加工四刃铣刀中的一种或是多种组合。通过预设的加工参数进行加工即可。

接着，开始正面精加工。在这个过程中，选择的刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述铣刀包括刀片镶嵌式盘形铣刀、两刃键槽铣刀中的一种或是多种组合。通过适合的加工参数进行加工。并且，形成的通孔7。

最后，去除围墙2，令工件1正面特征加工到位。具体来说，可以通过锁紧螺丝8，锁紧产品内嵌，防止出现不必要的位移。接着，通过铣刀对围墙2进行切割去除即可。

实施例一

步骤一，备料生成围墙。

通过锯床对工件1进行修正，令工件1外形比产品净尺寸单边大5，该单边构成围墙2。接着，通过工艺销钉，在围墙2上形成顶孔3。在围墙2侧面形成围墙2侧定位孔4。为了便于施工，可以采用虎钳进行辅助定位，该虎钳的夹位厚度为3mm。再者，考虑到能够让工人及时知晓产品装夹的正确方向，在在围墙2上设置有用于辨别产品装夹方向的基准角6。

步骤二，加工中心粗加工。

针对正面粗加工，采用铣刀，调用适合该工件加工的对应参数加工，在此期间，对工件1的特征单边预留余量。考虑到余量的合理性，不会对下道工序构成影响，采用的特征单边预留余量为1mm。

反面粗加工过程如下：选择铣刀，调用反面加工所需要的对应加工参数进行加工。在此期间，需要对工件1的总厚度预留余量，用于满足夹装需要。在实际实施的时候总厚度预留余量为1mm。

步骤三，热处理。

本发明在实施期间，通过热处理炉进行去应力退火。为了满足较佳的加工效果，采用280℃的温度，保温时间为1小时，最终进行空冷即可。

步骤四，加工中心精加工。

首先，进行反面精加工。在此期间，选择铣刀，通过预设的加工参数进行加工即可。接着，开始正面精加工。在这个过程中，选择铣刀进行加工。并且，形成的通孔7。最后，去除围墙2，令工件1正面特征加工到位。具体来说，可以通过锁紧螺丝8，锁紧产品内嵌，防止出现不必要的位移。最终，通过铣刀对围墙2进行切割去除即可。

实施例二

步骤一，备料生成围墙。

通过锯床对工件1进行修正，令工件1外形比产品净尺寸单边大10mm，该单边构成围墙2。接着，通过工艺销钉，在围墙2上形成顶孔3。在围墙2侧面形成围墙2侧定位孔4。为了便于施工，可以采用虎钳进行辅助定位，该虎钳的夹位厚度为5mm。再者，考虑到能够让工人及时知晓产品装夹的正确方向，在在围墙2上设置有用于辨别产品装夹方向的基准角6。

步骤二，加工中心粗加工。

针对正面粗加工，采用钻头，调用适合该工件加工的对应参数进行，且对工件1的特征单边预留余量。考虑到余量的合理性，不会对下道工序构成影响，采用的特征单边预留余量为1.5mm。

反面粗加工过程如下：选择钻头调用反面加工所需要的对应加工参数进行加工。在此期间，需要对工件1的总厚度预留余量，用于满足夹装需要。在实际实施的时候总厚度预留余量为1.5mm。

步骤三，热处理。

本发明在实施期间，通过热处理炉进行去应力退火。为了满足较佳的加工效果，采用的320℃的温度，保温时间为3小时，最终进行空冷即可。

步骤四，加工中心精加工。

首先，进行反面精加工。在此期间，通过半精加工四刃铣刀或是镗刀，通过预设的加工参数进行加工即可。接着，开始正面精加工。在这个过程中，采用两刃键槽铣刀形成的通孔7。最后，去除围墙2，令工件1正面特征加工到位。

实施例三

步骤一，备料生成围墙。

通过锯床对工件1进行修正，令工件1外形比产品净尺寸单边大7mm，该单边构成围墙2。接着，通过工艺销钉，在围墙2上形成顶孔3，在围墙2侧面形成围墙2侧定位孔4。这样，通过工艺压板5与侧定位孔4相结合，对工件1进行限位，防止产品因加工时受力而位置发生移动。采用夹位厚度为4mm的虎钳进行辅助定位。

步骤二，加工中心粗加工。

具体来说，其主要包括正面粗加工和反面粗加工。在正面粗加工时采用镗刀进行，且对工件1的特征单边预留余量。考虑到余量的合理性，不会对下道工序构成影响，采用的特征单边预留余量为1.2mm。

在反面粗加工时，选用钻头。在此期间，需要对工件1的总厚度预留1.4mm的余量。

步骤三，热处理。

通过热处理炉进行去应力退火。具体来说，采用的温度为260℃，保温时间为2小时，最终进行空冷即可。

步骤四，加工中心精加工。

首先，通过镗刀进行反面精加工。接着，也采用镗刀进行正面精加工。形成的通孔7。最后，去除围墙2，令工件1正面特征加工到位。具体来说，可以通过锁紧螺丝8，锁紧产品内嵌，防止出现不必要的位移。接着，通过铣刀对围墙2进行切割去除即可。

通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，拥有如下优点：

1、可有效适应各种不同类别的薄壁薄底类产品的加工，拥有较佳的加工适应性。

2、可免去施工者采用普通加方式(如虎钳等、压板等)进行加工或采用线切割加工，实现加工效率高、产品质量稳定。

3、依托于构筑类似“围墙”的加工工艺，能够有效利用产品本身的余料来对产品加工时进行强度保护，避免出现夹伤、压伤产品情况，成品光洁度高。能够防止产品因结构单薄，导致加工时产品质量不稳定及表面质量差。

4、减少其他辅助工装来支撑的需求，不会在生产准备过程中出现浪费。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.适用于数控机床的薄壁薄底产品加工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，备料生成围墙(2)，

通过锯床对工件(1)进行修正，令工件(1)外形比产品净尺寸单边大5mm至10mm，所述单边构成围墙(2)，通过工艺销钉，在围墙(2)上形成顶孔(3)；在围墙(2)侧面形成围墙(2)侧定位孔(4)，通过工艺压板(5)与侧定位孔(4)相结合，对工件(1)进行限位；在围墙(2)上设置有用于辨别产品装夹方向的基准角(6)；

步骤二，加工中心粗加工，

S1，正面粗加工，选择适合刀具，调用适合的加工参数进行，且对工件(1)的特征单边预留余量；所述适合刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述特征单边预留余量为1mm至1.5mm；

S2，反面粗加工，选择适合刀具，调用适合的加工参数进行，且对工件(1)的总厚度预留余量；所述适合刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述总厚度预留余量为1mm至1.5mm；

步骤三，热处理，通过热处理炉进行去应力退火，采用的温度为280℃至320℃，保温时间为1至3小时，最终进行空冷；

步骤四，加工中心精加工；

S1，反面精加工，选择适合刀具，通过适合的加工参数进行加工，所述适合刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述铣刀包括球头刀、粗加工用两刃铣刀、半精加工四刃铣刀、精加工四刃铣刀中的一种或是多种组合；

S2，正面精加工，选择适合刀具，通过适合的加工参数进行加工，形成通孔(7)，所述适合刀具包括铣刀、钻头、镗刀中的一种或是多种组合，所述铣刀包括刀片镶嵌式盘形铣刀、两刃键槽铣刀中的一种或是多种组合；

S3，去除围墙(2)，令工件(1)正面特征加工到位，通过锁紧螺丝(8)，锁紧产品内嵌，通过铣刀对围墙(2)进行切割去除。