CN105081701A - 一种特异型冲子的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特异型冲子的加工方法，该方法采用先采用普通机械加工大致外形，再采用数控进行异型面加工，再通过线切割进行切割内孔。该方法有效解决特异型、不规则形状冲子的加工难题，形成标准的加工方案，保证不规则刃口形状和加工精度均符合图纸要求，内外冲配合情况理想，不干涉也不留缝隙，不仅大幅度降低废品率，而且提高生产效率。

Description

一种特异型冲子的加工方法
技术领域
本发明涉及一种特异型冲子的加工方法，用于加工特异型、不规则形状的冲子。
背景技术
冲子类模具在航空系统广泛用于各类零部件的加工例如薄壁件冲孔，金属盒非金属片状零件的冲制等。特异型，不规则形状的冲子一直是加工难题，由于刃口形状不规则，无法形成标准的工艺方案，切削刃口一直依靠高水平铣工和钳工配合手工制成，误差很大，内外冲配合情况不理想，需要根据冲制试验件实际情况反复修研，不仅加工周期长，工人劳动强度大，而且稍有不慎造成刃口崩刃，废品率居高不下。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种特异型冲子的加工方法，该方法有效解决特异型、不规则形状冲子的加工难题，形成标准的加工方案，保证不规则刃口形状和加工精度均符合图纸要求，内外冲配合情况理想，不干涉也不留缝隙，不仅大幅度降低废品率，而且提高生产效率。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种特异型冲子的加工方法，特异型冲子有内冲和外冲组成，包括以下步骤：
一、加工外冲
1）车床粗加工外冲的圆柱面，并调质处理；
2）车工精加工外冲的外圆至尺寸，不规则形状处按最大轮廓车成圆柱形，并留有加工余量；
3）数控加工不规则部位外形至技术要求尺寸，并制出基准孔，划刃口投影线；
3.1）粗加工外冲的不规则形状外形，去除大部分材料并留加工余量；
3.2）半精加工：利用球头铣刀，沿不规则形状轮廓线逐步去除多余量；
3.3）精加工：在半精加工程序基础上，采用小步距、高转速的切削参数进行加工，如果有局部残留余量过大，换用更小直径的球头铣刀继续加工，直至切削完全；
3.4）按刃口投影到圆柱侧面上的位置划刃口投影线；并在某一位置制基准孔；
4）铣床转角度，按数控加工所划刃口投影线作为指示，铣30°刃口；
5）钳工修研打光数控加工面和刃口；
6）将外冲进行热处理；
7）用磨床磨平外冲的上下表面，保证各件厚度；
8）以数控加工的基准孔为基准，采用线切割加工外冲的内形；
9）采用钳工对部件整体进行修正，并保证刃口锋利；
10）对外冲进行表面氧化处理；
二、内冲的加工
1）车床粗加工内冲的圆柱面，并调质处理；
2）车工精加工内冲的外圆至尺寸，不规则形状处按最大轮廓车成圆柱形，并留有加工余量；
3）数控加工不规则部位外形至技术要求尺寸，并制出基准孔，划刃口投影线；
3.1）粗加工内冲的不规则形状外形，去除大部分材料并留加工余量；
3.2）半精加工：利用球头铣刀，沿不规则形状轮廓线逐步去除多余量；
3.3）精加工：在半精加工程序基础上，采用小步距、高转速的切削参数进行加工，如果有局部残留余量过大，换用更小直径的球头铣刀继续加工，直至切削完全；
3.4）按刃口投影到圆柱侧面上的位置划刃口投影线；并在某一位置制基准孔；
4）线切割内冲的内孔；
5）车刃口角度；
6）钳工打光内冲数控加工面和线切割面；
7）淬回火至硬度为HRC47-51；
8）钳工整体修正，并表面氧化。
该特异型冲子的加工方法为不规则形状冲子的制造提供了常规工艺和数控工艺相结合的方法，为这类不规则冲子的制造提供了标准的工艺规程，保证不规则刃口形状和加工精度均符合图纸要求，内冲和外冲配合情况合理，不干涉也不留缝隙，加工出零件内孔外形协调一致。该方法能一次加工出成品，大幅度降低了废品率，减轻了工人的劳动强度，提高生产效率。
附图说明
图1为不规则内冲和外冲装配示意图。
图2a为内冲的俯视图。
图2b为图2a的A-A剖视图。
图2c为图2b的局部放大图。
图3a为外冲的俯视图。
图3b为图3a的A-A剖视图。
图3c为图3b的局部放大图。
图4为内冲在数控加工前的形状。
图5为内冲经过数控加工后的形状。
图6为内冲加工完成后的最终形状。
图7为外冲在数控加工前的形状。
图8为外冲经过数控加工后的形状。
图9为外冲加工完成后的最终形状。
其中1为内冲，2为外冲。
具体实施方式
一种特异型冲子的加工方法，特异型冲子有内冲和外冲组成，如图1所示，包括以下步骤：
一、如图2a至2c所示的内冲加工
1）车床粗加工内冲的圆柱面，并调质处理HRC25～29；
2）车工精加工内冲外圆φ240mm、外圆φ166.4h8mm和台阶面15mm至尺寸，并车φ40mm的内孔，并保证整体厚度，不规则形状车成φ216mm尺寸外圆，不规则形状部位所留外圆直径按最大轮廓+2mm计算，保证余量连续分布，避免刀具频繁切入切出引起振动，内孔尺寸满足数控加工时压板螺栓穿过即可，应尽量减小尺寸，保证加工不规则部位外侧时，内侧结构更为坚固，减小变形量；
3）数控加工不规则部位外形至技术要求尺寸，并制出基准孔，划刃口投影线；
3.1）粗加工内冲的不规则形状外形，去除大部分材料并留加工余量，采用φ16mm直径立铣刀，留加工余量0.8mm，轴向步距0.2mm，主轴转速300转/min，进给速度100mm/min，采用毛料外圆弧进刀工艺，减少刀具对工件的冲击；
3.2）半精加工：利用球头铣刀，沿不规则形状轮廓线逐步去除多余量，采用小切深，大进给的切削参数，选用φ10mm直径球头铣刀，加工路径选择不规则形状轮廓线在轴向的投影，留0.3mm的加工余量，轴向步距0.4mm，主轴转速3000转/min，进给速度6000mm/min，采用螺旋进刀的工艺，减少刀具直上直下对工件的冲击；
3.3）精加工：在半精加工程序基础上，沿用半精加工的数控程序，加工参数修改为加工余量为0mm，轴向步距为0.2mm，其余不变，直至切削完全；
3.4）按刃口投影到圆柱侧面上的位置划刃口投影线；并在某一位置制基准孔；
3.5）以数控加工的基准孔为基准，线切割内冲内形φ152mm，之后车工车30°和18°刃口；
4）钳工修研打光数控加工面和刃口；
5）将内冲进行热处理，淬火和回火处理至硬度为HRC47-51；
6）用磨床磨平内冲的上下表面，保证各件厚度；
7）采用钳工对部件整体进行修正，并保证刃口锋利；
8）对内冲和外冲进行表面氧化处理。
二、如图3a至3c的外冲加工方法
1）车床粗加工外冲的圆柱面，并调质处理HRC25～29；
2）车工精加工外冲外圆φ240mm和台阶面8mm至尺寸，并车φ40mm的内孔，并保证整体厚度，不规则形状车成φ228mm尺寸外圆，不规则形状部位所留外圆直径按最大轮廓+2mm计算，保证余量连续分布，避免刀具频繁切入切出引起振动，内孔尺寸满足数控加工时压板螺栓穿过即可，应尽量减小尺寸，保证加工不规则部位外侧时，内侧结构更为坚固，减小变形量；
3）数控加工不规则部位外形至技术要求尺寸，并制出基准孔，划刃口投影线；
3.1）粗加工外冲的不规则形状外形，去除大部分材料并留加工余量，采用φ16mm直径立铣刀，留加工余量0.8mm，轴向步距0.2mm，主轴转速300转/min，进给速度100mm/min，采用毛料外圆弧进刀工艺，减少刀具对工件的冲击；
3.2）半精加工：利用球头铣刀，沿不规则形状轮廓线逐步去除多余量，采用小切深，大进给的切削参数，选用φ10mm直径球头铣刀，加工路径选择不规则形状轮廓线在轴向的投影，留0.3mm的加工余量，轴向步距0.4mm，主轴转速3000转/min，进给速度6000mm/min，采用螺旋进刀的工艺，减少刀具直上直下对工件的冲击；
3.3）精加工：在半精加工程序基础上，沿用半精加工的数控程序，加工参数修改为加工余量为0mm，轴向步距为0.2mm，其余不变，直至切削完全；
3.4）按刃口投影到圆柱侧面上的位置划刃口投影线；并在某一位置制基准孔；
4）铣床转角度按数控加工所划刃口投影线作为指示，铣30°刃口；
5）钳工修研打光数控加工面和刃口；
6）将外冲进行热处理，淬火和回火处理至硬度为HRC47-51；
7）用磨床磨平外冲的上下表面，保证各件厚度；
8）以数控加工的基准孔为基准，采用线切割加工刃口内侧形状；
9）采用钳工对部件整体进行修正，并保证刃口锋利；
10）对外冲和外冲进行表面氧化处理。
此方法为这类不规则形状的冲子制造提供了理想的工艺规程，主要创新是利用数控设备保证不规则部位形状和加工精度，内外冲均能一次加工保证公差，配合情况良好，加工出零件内孔外形协调一致。解决了之前该类型冲子只能依靠高水平钳工和铣工配合手工加工，不是干涉就是缝隙过大，无法保证加工精度的缺点，为了避免数控设备切削力大，容易引起变形的缺点，将车工工序分解成两步，分别安排在数控加工工序的前后，第一次车工工序只去除外侧大余量，目的是在内侧为数控加工留出装夹位置，也保证整体结构坚固，减小变形。利用线切割引起变形量小的特点，割不规则形状部位内侧，第二次车工工序只需切削和打光刃口，去除量很小，引起的变形量也远小于公差要求。另外，此加工方法不再必须高水平的工人费时费力，减轻了工人的劳动强度，也有利于生产上安排周期，利用数控设备的精确度可以保证同一批次加工出的冲子内外冲可以相互替换，避免一件破损只能整套工装报废新制造而造成的浪费。

Claims (1)

1.一种特异型冲子的加工方法，特异型冲子有内冲和外冲组成，其特征在于包括以下步骤：
一、加工外冲
1）车床粗加工外冲的圆柱面，并调质处理；
2）车工精加工外冲的外圆至尺寸，不规则形状处按最大轮廓车成圆柱形，并留有加工余量；
3）数控加工不规则部位外形至技术要求尺寸，并制出基准孔，划刃口投影线；
3.1）粗加工外冲的不规则形状外形，去除大部分材料并留加工余量；
3.2）半精加工：利用球头铣刀，沿不规则形状轮廓线逐步去除多余量；
3.3）精加工：在半精加工程序基础上，采用小步距、高转速的切削参数进行加工，如果有局部残留余量过大，换用更小直径的球头铣刀继续加工，直至切削完全；
3.4）按刃口投影到圆柱侧面上的位置划刃口投影线；并在某一位置制基准孔；
4）铣床转角度，按数控加工所划刃口投影线作为指示，铣30°刃口；
5）钳工修研打光数控加工面和刃口；
6）将外冲进行热处理；
7）用磨床磨平外冲的上下表面，保证各件厚度；
8）以数控加工的基准孔为基准，采用线切割加工外冲的内形；
9）采用钳工对部件整体进行修正，并保证刃口锋利；
10）对外冲进行表面氧化处理；
二、内冲的加工
1）车床粗加工内冲的圆柱面，并调质处理；
2）车工精加工内冲的外圆至尺寸，不规则形状处按最大轮廓车成圆柱形，并留有加工余量；
3）数控加工不规则部位外形至技术要求尺寸，并制出基准孔，划刃口投影线；
3.1）粗加工内冲的不规则形状外形，去除大部分材料并留加工余量；
3.2）半精加工：利用球头铣刀，沿不规则形状轮廓线逐步去除多余量；
3.3）精加工：在半精加工程序基础上，采用小步距、高转速的切削参数进行加工，如果有局部残留余量过大，换用更小直径的球头铣刀继续加工，直至切削完全；
3.4）按刃口投影到圆柱侧面上的位置划刃口投影线；并在某一位置制基准孔；
4）线切割内冲的内孔；
5）车刃口角度；
6）钳工打光内冲数控加工面和线切割面；
7）淬回火至硬度为HRC47-51；
8）钳工整体修正，并表面氧化。
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