CN105127689A - 一种网格状薄壁铝件的加工及热处理方法 - Google Patents

Abstract

一种网格状薄壁铝件的加工及热处理方法，步骤如下：一、备料，按零件大小和形状准备铝制锻件，交货时锻件应经固溶时效处理；二、粗车；三、用数控车床将零件形状加成精确的薄壁状；四、数控铣，将壁面上的孔加工出来；五、冷热循环处理，将工件放入液氮中完全浸泡0.7-0.9小时后马上放入140℃-160℃箱式炉中处理1.5-2.5小时；如此再进行一次；六、数控铣，将外壁面、内壁面及孔所留精加工余量完全去掉；七、用线切割的方法去掉安装夹位及检测位，工件即完全做成。本发明只需根据加工工件的大小准备一个箱式加热炉、一个浸泡工件的液氮保温池和一定数量的液氮。缩短了加工周期，保证了产品的加工质量。

Description

一种网格状薄壁铝件的加工及热处理方法

技术领域

本发明涉及铝件从锻制成形到经多次机械加工而成为一个网格状薄壁铝件的加工及热处理方法。

背景技术

日常生产过程中铝制品的加工都会遇到这样的问题：每一道加工完成后工件的尺寸和形状都会发生很大的变化，即俗称的加工变形，常见的解决办法就是采用多道工序加工，并且在每一道工序完成后增加一道去应力的热处理工序。这种解决办法对于加工余量大的工件必然会要求多道加工工序，加工周期不可避免的要变长，而且最后一道工序尽管加工余量留得很小，也不能保证加工完成后变形量在所期望的范围内。尤其是网格状薄壁铝件，加工余量大、加工工序多，反复的多次加工和去应力的热处理，导致加工周期拖的很长，而且最后的加工精度也不尽理想。众所周知，影响零件稳定性的主要因素有残余应力的大小和微观组织结构的稳定性，如在加工过程中残余应力大，微观组织不稳定，将会导致宏观尺寸产生较大的变化。解决此类问题，对于一般的装备制造企业来而言，通过改变微观组织来提高稳定性的技术和设备手段难以具备，比较可行的是采用合理的工艺路线及热处理方法。

发明内容

为了缩短网格状薄壁铝件的加工周期，提高产品的加工质量，本发明提出了一种网格状薄壁铝件的加工及热处理方法，通过对加工件设计合理的工艺路线并采用冷热循环处理的方法从而达到减少中间热处理环节，同时又能较为彻底的消除残余应力。

这种网格状薄壁铝件的加工及热处理方法，其特征在于，步骤如下：

一、备料，按零件大小和形状准备铝制锻件，交货时锻件应经固溶时效处理；

二、粗车，用普通车床初步去掉绝大部份加工量，加工成粗糙的薄壁状；

三、数车，用数控车床将零件形状加工成精确的薄壁状，各部位只留少量的精加工余量；

四、数控铣，用加工中心将壁面上的孔加工出来，所留精加工余量同步骤三；

五、冷热循环处理，将工件放入液氮中完全浸泡0.7-0.9小时后马上放入140℃-160℃箱式炉中处理1.5-2.5小时；再将工件放入液氮中完全浸泡0.7-0.9小时后马上放入140℃-160℃箱式炉中处理1.5-2.5小时，如此连续循环两次；

六、数控铣，用加工中心将外壁面、内壁面及孔所留精加工余量完全去掉，经此工序后零件上的加工即基本完成，只剩一个多余的安装夹位需去掉；

七、线切割，用线切割的方法去掉安装夹位及检测位，工件即完全做成。之所以选择用线切割的方法去掉安装夹位，主要是考虑尽量减小加工应力。

本发明所需设备简单，只需根据加工工件的大小准备一个箱式加热炉(或油浴炉)、一个浸泡工件的液氮保温池和一定数量的液氮(工件在液氮保温池内须完全浸泡)。在精加工前用冷热循环处理时前面所有工序后的去应力时效都可以省略，缩短了加工周期，保证了产品的加工质量。

附图说明

图1是本发明步骤二粗车后的示意图，

图2是本发明步骤三数控车床加工后的示意图，

图3是本发明步骤四数控铣加工后的示意图，

图4是本发明步骤六第二次数控铣加工后的示意图，

图5是本发明步骤七线切割加工后的示意图，

图6是本发明最终产品的尺寸检测图。

具体实施方式

下面结合附图，对一种网格状薄壁铝件的加方法作详细说明：

一、备料：本实例所使用的材料为2A14圆柱形锻件，组成成份为(质量百分比)：Cu4.28、Mg0.57、Mn0.77、Si0.93，工件加工前状态为经固熔时效处理的圆柱形锻件。

二、粗车，用普通车床初步去掉绝大部份加工量，加工成粗糙的薄壁状；到图1状态，

三、数车，用数控车床将零件形状加工成精确的薄壁状，各部位只留少量的精加工余量到图2状态；

四、数控铣，用加工中心将壁面上的孔加工出来，所留精加工余量同步骤三；加工到图3状态，此时工件的各个部位留有少量的精加工余量；

五、冷热循环处理，将工件放入液氮中完全浸泡0.8小时后马上放入150℃箱式炉中处理2小时；再将工件放入液氮中完全浸泡0.8小时后马上放入150℃箱式炉中处理2小时，如此连续循环两次，在此种状态下对工件进行冷热循环处理来消除前几道加工所产生的加工应力；

六、数控铣，用加工中心将外壁面、内壁面及孔所留精加工余量完全去掉，经此工序后零件上的加工即基本完成，只剩一个多余的安装夹位需去掉，如图4；

七、线切割，用线切割的方法去掉安装夹位及检测位，工件即完全做成。产品的最终状态如图5。

在图6中，按此工艺方法加工的零件图6中的两处尺寸490和490.3变形量均控制在0.1毫米以内。对比用传统方法加工的完全相同的另一个工件，原始状态相同，除了在数控车床后增加了一道数控车去余量外，每一道加工后面都有去应力时效，去应力时效温度150℃，保温3小时，空气中冷却。同样是上述两处尺寸，一处的变量为0.45毫米，另一处的变量达到0.55毫米。尺寸检测的位置相同，图6两处为最终尺寸检测比较处。

本发明的关键技术就是最后一道精加工前的冷热循环处理。具体方法是将工件放入液氮中完全浸泡后马上放入箱式炉中加温处理；连续循环两次，大大的提高了热处理的效率。

Claims (1)

1.一种网格状薄壁铝件的加工及热处理方法，其特征在于，步骤如下：

一、备料，按零件大小和形状准备铝制锻件，锻件应经固溶时效处理；

二、粗车，用普通车床初步去掉绝大部份加工量，加工成粗糙的薄壁状；

三、数车，用数控车床将零件形状加工成精确的薄壁状，各部位只留少量的精加工余量；

四、数控铣，用加工中心将壁面上的孔加工出来，所留精加工余量同步骤三；

五、冷热循环处理，将工件放入液氮中完全浸泡0.7-0.9小时后马上放入140℃-160℃箱式炉中处理1.5-2.5小时；再将工件放入液氮中完全浸泡0.7-0.9小时后马上放入140℃-160℃箱式炉中处理1.5-2.5小时，如此连续循环两次；

六、数控铣，用加工中心将外壁面、内壁面及孔所留精加工余量完全去掉，经此工序后零件上的加工即基本完成，只剩一个多余的安装夹位需去掉；

七、线切割，用线切割的方法去掉安装夹位及检测位，工件即完全做成。