CN105598635B - 一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法 - Google Patents
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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
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:6000~8000 r/min,
进给量:400~600 mm/min,
切削深度:1~1.5 mm,
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:10000~12000 r/min ,
进给量:600~800 mm/min,
切削深度:0.2~0.5 mm,
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:6000~8000 r/min,
进给量:400~600 mm/min,
切削深度:1~1.5 mm,
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:10000~12000 r/min ,
进给量:600~800 mm/min,
切削深度:0.2~0.5 mm,
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0.5 mm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加工出应力分割槽,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)在精密结构件反面加工出应力分割槽:
3)将上述正反面均加工出应力分割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。
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