CN105414563A - 轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法涉及一种适用于将筒形毛坯加工成型为轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的方法。其目的是为了提供一种装夹方便、成本较低、精度较高的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法。本发明包括以下步骤：夹住圆筒状毛坯外圆，平端面见光；在毛坯的一端上预留工艺夹头(1)；在工艺夹头外圆上车削环形槽；调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯；留余量粗加工内外形，在毛坯上相对工艺夹头一端留法兰边(2)；调头，采用压法兰边的方式装夹毛坯，平端面见光；在工艺夹头的内圆周面上加工削弱槽；调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯；精加工内外形到尺寸；去除工艺夹头。

Description

轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法
技术领域
本发明涉及回转体结构件的车削加工方法，特别是涉及一种适用于将筒形毛坯加工成型为轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的方法。
背景技术
现有的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件在加工过程中都是采用圆筒状的毛坯作为加工原料，其加工方法如下：(1)设计专用工装装夹零件；(2)分粗、精两步加工零件；(3)在粗加工后增加人工时效使零件充分变形。上述加工方法存在以下问题：使用专用工装造成成本较高，使用人工时效会增加生产成本和加工时间，产品质量较难保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种装夹方便、成本较低、精度较高的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，包括以下步骤：
夹住圆筒状毛坯外圆，平所述毛坯的端面见光；
在所述毛坯沿长度方向的一端上预留工艺夹头；
在所述工艺夹头外圆上车削环形槽；
调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯；
留余量粗加工内形；
留余量粗加工外形，在毛坯上相对工艺夹头一端留法兰边；
调头，采用压法兰边的方式装夹毛坯，平毛坯的端面见光；
在工艺夹头的内圆周面上加工削弱槽；
调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯；
精加工内形到尺寸；
精加工外形到尺寸；
去除工艺夹头。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中粗加工内、外形时，所留余量为1～3㎜。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中精加工外形时，毛坯内部填充吸振材料。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中精加工外形时，利用柔性材料制作堵头，将堵头堵在毛坯的端头处。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中工艺夹头的长度从毛坯预留端的端面开始起算，长度为30-50㎜。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中环形槽的加工宽度为10-30㎜，加工深度为5-15㎜。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中法兰边的加工厚度为5-15㎜，加工宽度为5-10㎜。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中加工削弱槽时，将其加工成沿工艺夹头内圆周面的周向凹槽。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中削弱槽的加工宽度为3-10㎜，加工深度也为3-10㎜。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中采用软海绵作为吸振材料减震，采用硬海绵作为柔性材料制作堵头。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法中，在毛坯沿长度方向的一端上预留工艺夹头，在工艺夹头外圆上车削环形槽，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯，即通过压板压环形槽的端面来固定毛坯，之后对毛坯进行留余量加工内形、外形，在加工外形时，在毛坯上相对工艺夹头一端留法兰边，再采用压法兰边的方式装夹毛坯，即通过压板压法兰边来固定毛坯，之后再加工削弱槽、精加工内形和外形、最后去除工艺夹头得到零件。在上述加工方法中，通过加工出工艺夹头和法兰边以便压板固定毛坯，进而对毛坯进行粗精加工以得到所需零件，不用经人工时效对零件进行变形，精度较高；也不用设计专用的工装来夹持毛坯，所以说本发明装夹方便、成本较低；通过设计削弱槽减少去除工艺夹头时的变形，也会进一步提高零件的加工精度。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法中，通过内部增加吸振材料、利用柔性材料制作堵头，能够提高零件的加工精度。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的结构示意图；
图2为轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件粗加工后的结构示意图；
图3为轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件精加工后、切断工艺夹头前的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本实施例中需要加工的周向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件总长为㎜、最大外径φ328㎜、最小外径φ290㎜、壁厚4㎜。采用外径φ350㎜、内径φ260㎜、长460㎜的圆筒状毛坯加工成型。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法包括以下步骤：
夹住圆筒状毛坯外圆的一端，平毛坯的另一端面见光；
在毛坯沿长度方向的一端(即被平见光一端)上预留工艺夹头1，工艺夹头1的长度从毛坯预留端的端面开始起算，长度为40㎜；
在工艺夹头1外圆上距离工艺夹头1端面20㎜车削宽度为20㎜、深度为10㎜的环形槽，调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯，留2㎜余量粗加工内形(零件最终状态右端面留1㎜余量，此处的右端面指的是毛坯上与工艺夹头1相对的端面)；
留2㎜余量粗加工外形，在毛坯上相对工艺夹头1一端留厚10㎜、宽5㎜的法兰边2用于调头装夹毛坯(如图2所示，即为对毛坯进行粗加工后的结构示意图)；
调头，采用压法兰边2的方式装夹毛坯，平毛坯的端面见光，此处的端面指的是毛坯设有工艺夹头一端；
在工艺夹头1的内圆周面上距工艺夹头1端面30㎜加工宽5㎜、深5㎜的削弱槽；
调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯，去除法兰边2，去除右端面1㎜余量(此处的右端面指的是毛坯上与工艺夹头1相对的端面)，精加工内形到尺寸，内形尺寸控制在中差，使加工外形时有较大的调节范围(加工过程中使用一把锋利的正型刀具，刀片为35°，具有较大的前、后角)；
在圆筒形毛坯内部填充软海绵，使用材料为硬海绵的堵头撑内孔，即在圆筒形毛坯的端头处堵上一堵头，用顶尖顶紧，堵头和工艺夹头分别位于毛坯的两端；
留0.5㎜的余量精加工外形(加工过程中使用一把锋利的正型刀具，刀片为35°，具有较大前、后角)；
测波浪左右壁厚数值；
根据波浪左右壁厚数值调整Z向刀补；
精加工外形到尺寸(加工过程中使用一把锋利的正型刀具，刀片为35°，具有较大前、后角)；
去除工艺夹头1，即切断工艺夹头1，得到零件。如图3所示，为轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件精加工后、切断工艺夹头1前的结构示意图。
精加工外形时，利用柔性材料制作堵头，将堵头堵在毛坯的端头处，采用硬海绵作为柔性材料。
加工削弱槽时，将其加工成沿工艺夹头1内圆周面的周向凹槽。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中采用软海绵作为吸振材料，填充在圆筒形毛坯内部，采用硬海绵作为柔性材料制作堵头，提高零件刚性，减少振动，保证尺寸精度和表观质量。
采用预留工艺夹头1解决零件装夹困难的问题，由于装夹零件的作用力沿零件的轴向，所以减少了零件装夹变形；通过在工艺夹头1上加工削弱槽，减少去除工艺夹头1后零件的变形。整个方法步骤根据零件特点合理设计，不用通过人工时效对毛坯进行变形，提高了加工效率和加工质量。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，加工零件过程中的环形槽、法兰边2和削弱槽的加工尺寸以及粗加工所留余量、毛坯初始长度发生了变化。
如图1所示，本实施例中需要加工的周向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件总长为㎜、最大外径φ328㎜、最小外径φ290㎜、壁厚4㎜。采用外径φ350㎜、内径φ260㎜、长450㎜的圆筒状毛坯加工成型。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法包括以下步骤：
夹住圆筒状毛坯外圆的一端，平毛坯的另一端面见光；
在毛坯沿长度方向的一端(即被平见光一端)上预留工艺夹头1，工艺夹头1的长度从毛坯预留端的端面开始起算，长度为30㎜；
在工艺夹头1外圆上距离工艺夹头1端面20㎜车削宽度为10㎜、深度为5㎜的环形槽，调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯，留1㎜余量粗加工内形(零件最终状态右端面留1㎜余量，此处的右端面指的是毛坯上与工艺夹头1相对的端面)；
留1㎜余量粗加工外形，在毛坯上相对工艺夹头1一端留厚5㎜、宽8㎜的法兰边2用于调头装夹毛坯(如图2所示，即为对毛坯进行粗加工后的结构示意图)；
调头，采用压法兰边2的方式装夹毛坯，平毛坯的端面见光，此处的端面指的是毛坯设有工艺夹头一端；
在工艺夹头1的内圆周面上距工艺夹头1端面20㎜加工宽3㎜、深3㎜的削弱槽；
调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯，去除法兰边2，去除右端面1㎜余量(此处的右端面指的是毛坯上与工艺夹头1相对的端面)，精加工内形到尺寸，内形尺寸控制在中差，使加工外形时有较大的调节范围(加工过程中使用一把锋利的正型刀具，刀片为35°，具有较大的前、后角)；
在圆筒形毛坯内部填充软海绵，使用材料为硬海绵的堵头撑内孔，即在圆筒形毛坯的端头处堵上一堵头，用顶尖顶紧，堵头和工艺夹头分别位于毛坯的两端；
留0.5㎜的余量精加工外形(加工过程中使用一把锋利的正型刀具，刀片为35°，具有较大前、后角)；
测波浪左右壁厚数值；
根据波浪左右壁厚数值调整Z向刀补；
精加工外形到尺寸(加工过程中使用一把锋利的正型刀具，刀片为35°，具有较大前、后角)；
去除工艺夹头1，即切断工艺夹头1，得到零件。如图3所示，为轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件精加工后、切断工艺夹头1前的结构示意图。
精加工外形时，利用柔性材料制作堵头，将堵头堵在毛坯的端头处，采用硬海绵作为柔性材料。
加工削弱槽时，将其加工成沿工艺夹头1内圆周面的周向凹槽。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中采用软海绵作为吸振材料，填充在圆筒形毛坯内部，采用硬海绵作为柔性材料制作堵头，提高零件刚性，减少振动，保证尺寸精度和表观质量。
采用预留工艺夹头1解决零件装夹困难的问题，由于装夹零件的作用力沿零件的轴向，所以减少了零件装夹变形；通过在工艺夹头1上加工削弱槽，减少去除工艺夹头1后零件的变形。整个方法步骤根据零件特点合理设计，不用通过人工时效对毛坯进行变形，提高了加工效率和加工质量。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于，加工零件过程中的环形槽、法兰边2和削弱槽的加工尺寸以及粗加工所留余量、毛坯初始长度发生了变化。
如图1所示，本实施例中需要加工的周向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件总长为㎜、最大外径φ328㎜、最小外径φ290㎜、壁厚4㎜。采用外径φ350㎜、内径φ260㎜、长470㎜的圆筒状毛坯加工成型。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法包括以下步骤：
夹住圆筒状毛坯外圆的一端，平毛坯的另一端面见光；
在毛坯沿长度方向的一端(即被平见光一端)上预留工艺夹头1，工艺夹头1的长度从毛坯预留端的端面开始起算，长度为50㎜；
在工艺夹头1外圆上距离工艺夹头1端面20㎜车削宽度为30㎜、深度为15㎜的环形槽，调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯，留3㎜余量粗加工内形(零件最终状态右端面留1㎜余量，此处的右端面指的是毛坯上与工艺夹头1相对的端面)；
留3㎜余量粗加工外形，在毛坯上相对工艺夹头1一端留厚15㎜、宽10㎜的法兰边2用于调头装夹毛坯(如图2所示，即为对毛坯进行粗加工后的结构示意图)；
调头，采用压法兰边2的方式装夹毛坯，平毛坯的端面见光，此处的端面指的是毛坯设有工艺夹头一端；
在工艺夹头1的内圆周面上距工艺夹头1端面40㎜加工宽10㎜、深10㎜的削弱槽；
调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯，去除法兰边2，去除右端面1㎜余量(此处的右端面指的是毛坯上与工艺夹头1相对的端面)，精加工内形到尺寸，内形尺寸控制在中差，使加工外形时有较大的调节范围(加工过程中使用一把锋利的正型刀具，刀片为35°，具有较大的前、后角)；
在圆筒形毛坯内部填充软海绵，使用材料为硬海绵的堵头撑内孔，即在圆筒形毛坯的端头处堵上一堵头，用顶尖顶紧，堵头和工艺夹头分别位于毛坯的两端；
留0.5㎜的余量精加工外形(加工过程中使用一把锋利的正型刀具，刀片为35°，具有较大前、后角)；
测波浪左右壁厚数值；
根据波浪左右壁厚数值调整Z向刀补；
精加工外形到尺寸(加工过程中使用一把锋利的正型刀具，刀片为35°，具有较大前、后角)；
去除工艺夹头1，即切断工艺夹头1，得到零件。如图3所示，为轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件精加工后、切断工艺夹头1前的结构示意图。
精加工外形时，利用柔性材料制作堵头，将堵头堵在毛坯的端头处，采用硬海绵作为柔性材料。
加工削弱槽时，将其加工成沿工艺夹头1内圆周面的周向凹槽。
本发明轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其中采用软海绵作为吸振材料，填充在圆筒形毛坯内部，采用硬海绵作为柔性材料制作堵头，提高零件刚性，减少振动，保证尺寸精度和表观质量。
采用预留工艺夹头1解决零件装夹困难的问题，由于装夹零件的作用力沿零件的轴向，所以减少了零件装夹变形；通过在工艺夹头1上加工削弱槽，减少去除工艺夹头1后零件的变形。整个方法步骤根据零件特点合理设计，不用通过人工时效对毛坯进行变形，提高了加工效率和加工质量。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
夹住圆筒状毛坯外圆，平所述毛坯的端面见光；
在所述毛坯沿长度方向的一端上预留工艺夹头(1)；
在所述工艺夹头(1)外圆上车削环形槽；
调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯；
留余量粗加工内形；
留余量粗加工外形，在毛坯上相对工艺夹头(1)一端留法兰边(2)；
调头，采用压法兰边(2)的方式装夹毛坯，平毛坯的端面见光；
在工艺夹头(1)的内圆周面上加工削弱槽；
调头，采用压环形槽端面的方式装夹毛坯；
精加工内形到尺寸；
精加工外形到尺寸；
去除工艺夹头(1)。
2.根据权利要求1所述的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于：粗加工内、外形时，所留余量为1～3㎜。
3.根据权利要求2所述的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于：精加工外形时，毛坯内部填充吸振材料。
4.根据权利要求3所述的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于：精加工外形时，利用柔性材料制作堵头，将堵头堵在毛坯的端头处。
5.根据权利要求4所述的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于：工艺夹头(1)的长度从毛坯预留端的端面开始起算，长度为30-50㎜。
6.根据权利要求5所述的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于：环形槽的加工宽度为10-30㎜，加工深度为5-15㎜。
7.根据权利要求6所述的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于：法兰边(2)的加工厚度为5-15㎜，加工宽度为5-10㎜。
8.根据权利要求7所述的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于：加工削弱槽时，将其加工成沿工艺夹头(1)内圆周面的周向凹槽。
9.根据权利要求8所述的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于：削弱槽的加工宽度为3-10㎜，加工深度也为3-10㎜。
10.根据权利要求9所述的轴向截面为波浪形的筒形薄壁回转体零件的加工方法，其特征在于：采用软海绵作为吸振材料减震，采用硬海绵作为柔性材料制作堵头。
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