CN105598635A - 一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法，包括以下步骤：1）在精密结构件正面距周边8～10mm加工出应力分隔槽，槽宽为10～16mm，槽深度为到成品尺寸0.5mm余量；2）重复步骤1）在精密结构件背面加工出应力分割槽；3）将上述正反面均加工出应力分隔槽的精密结构件进行时效处理；4）将时效处理后的精密结构件送入高速加工中心进行精加工平面即得。与现有技术相比，本发明精密结构件加工变形控制在0.015mm以内，减少了多次热校平和时效工艺，生产周期缩短25%，减轻了操作工劳动强度，零件质量一致性好，解决了光电型号装备精密结构件质量、高效率和高可靠性切削加工瓶颈问题。

Description

一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法

技术领域

本发明涉及精密结构件金属切削加工领域，特别是一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法。

背景技术

随着光电武器装备向轻量化、智能化方向的发展，大量采用薄壁结构件，这类零件大都具有结构复杂、形状特异、薄壁、精度要求高等特点,且一般为整机或部件的关键件或重要件。这类零件在加工过程中极易产生变形，在造成零件加工不合格众多因素中，40%～60%是由零件的加工变形引起的。高精度结构件加工变形，已成为型号装备、国家“高新工程”和公司重点产品制造技术中影响加工精度和加工质量的关键因素，是制约型号装备研制，型号装备批生产的重大瓶颈问题。

研究表明，影响结构件加工变形的主要成因：毛坯件残余应力的释放、切削力、切削热。结构件的最终变形是各种残余应力叠加后的结果，其中残余应力是变形的最重要因素。高速加工能够使切削力大幅度降低，切削热减少，可有效减少新的残余应力产生，但它不能降低加工变形的最重要因素——毛坯件残余应力，它只影响初始残余应力的释放和重新分布，对控制变形有限。

残余应力是结构件加工变形的根源，如果能够有效降低或均匀释放毛坯件残余应力水平，必将大大降低工件的变形潜能，控制加工变形。应力分割槽是一种操作容易、能够有效均匀释放残余应力，避免应力集中，控制加工变形，稳定尺寸精度和形位精度的方法。

仅采用高速加工方法，零件变形量一般在：1.5～3mm；采用应力分割槽，不在高速加工状态，零件变形量一般在：1～1.5mm，不能满足精加工的要求。

发明内容

本发明的目的是要解决单纯采用高速加工方法，或采用应力分割槽，不在高速加工状态下加工的方法，精密结构件加工变形大，工序多，生产周期长，工艺不稳定的问题，而提供一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法，包括以下步骤：

1）在精密结构件正面距周边8～10mm加工出应力分隔槽，槽宽为10～16mm，槽深度为到成品尺寸0.5mm余量，切削参数：

转速：6000～8000r/min，

进给量：400～600mm/min，

切削深度：1～1.5mm，

刀具：硬质合金刀具；

2）重复步骤1）在精密结构件背面加工出应力分割槽；

3）将上述正反面均加工出应力分隔槽的精密结构件进行时效处理；

4）将时效处理后的精密结构件送入高速加工中心进行精加工平面即得，切削参数：

转速：10000～12000r/min，

进给量：600～800mm/min，

切削深度：0.2～0.5mm，

刀具：硬质合金刀具。

本发明通过引入应力分割槽，把高速加工与应力分割槽有效结合，应力分割槽均匀释放了毛坯件原有残余应力，高速加工又减少了加工残余应力引入，抑制了残余应力的逐步积累，从而可获得了加工变形小、无应力集中的长寿命结构件。

与现有技术相比，本发明精密结构件加工变形控制在0.015mm以内，减少了多次热校平和热时效工艺，生产周期缩短25%，减轻了操作工劳动强度，零件质量一致性好，解决了光电型号装备精密结构件质量、高效率和高可靠性切削加工瓶颈问题。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示的一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法，包括以下步骤：

1）在精密结构件正面距周边8～10mm加工出应力分隔槽，槽宽为10～16mm，槽深度为到成品尺寸0.5mm余量，切削参数：

转速：6000～8000r/min，

进给量：400～600mm/min，

切削深度：1～1.5mm，

刀具：硬质合金刀具；

2）重复步骤1）在精密结构件背面加工出应力分割槽；

3）将上述正反面均加工出应力分隔槽的精密结构件进行时效处理；

4）将时效处理后的精密结构件送入高速加工中心进行精加工平面即得，切削参数：

转速：10000～12000r/min，

进给量：600～800mm/min，

切削深度：0.2～0.5mm，

刀具：硬质合金刀具。

如图2所示，对薄壁板类零件1进行加工，首先在零件1正面沿零件1四周加工出应力分割槽2，应力分割槽2距周边8mm，宽10mm，深度留到成品尺寸0.5mm余量；再在零件1背面也加工出同样的应力分割槽2，时效处理后，精加工零件1平面，对有方窗的薄壁板类零件1，沿方窗四周留0.5mm余量加工出应力分割槽2。

通过上述措施，有效全面均化或降低了毛坯中的残余应力，避免了应力集中，达到了控制或消除高精度薄壁板零件1加工变形。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在精密结构件正面距周边8～10mm加工出应力分隔槽，槽宽为10～16mm，槽深度为到成品尺寸0.5mm余量，切削参数：

转速：6000～8000r/min，

进给量：400～600mm/min，

切削深度：1～1.5mm，

刀具：硬质合金刀具；

2）重复步骤1）在精密结构件背面加工出应力分割槽；

3）将上述正反面均加工出应力分隔槽的精密结构件进行时效处理；

4）将时效处理后的精密结构件送入高速加工中心进行精加工平面即得，切削参数：

转速：10000～12000r/min，

进给量：600～800mm/min，

切削深度：0.2～0.5mm，

刀具：硬质合金刀具。