CN107088767B - 一种超薄环形件花边轮廓的加工方法及其加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超薄环形件花边轮廓的加工方法，包括：压紧待加工件的顶壁；在待加工件上钻取连接孔；在连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔；紧固第一定位孔，铣削待加工件上与第一定位孔相错开处的花边；解除第一定位孔的紧固；紧固第二定位孔，铣削待加工件上与第一定位孔相对应处的花边。此种加工方法利用待加工件本身的连接孔来对待加工件的装夹进行加固，提高了待加工件装夹的可靠性，降低了铣削过程中由于切削力的影响而导致的待加工件加工中发弹和加工后变形的情况发生率，减小了铣削花边时待加工件的变形量，能够有效改善产品质量，提高了一次加工的合格率，降低了超差报废的风险。本发明还公开了一种超薄环形件花边轮廓的加工系统。

Description

一种超薄环形件花边轮廓的加工方法及其加工系统

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，特别涉及一种超薄环形件花边轮廓的加工方法。此外，本发明还涉及一种超薄环形件花边轮廓的加工系统。

背景技术

航空领域中经常使用隔离环等超薄环形件，超薄环形件的内、外径大，总厚度较薄，材料通常为高温合金，此种超薄环形件上需要设置多个连接孔以便与其他部件进行连接，且需要进行铣削花边轮廓。

一种典型的花边轮廓加工方法中，装夹方面，通过压板夹具压紧待加工件，然后以连续走刀的方式铣削花边轮廓。然而，此种加工方法中，待加工件装夹的可靠性不强，加工中由于切削力的影响，会导致待加工件加工中发弹，加工后待加工件变形；由于待加工件为超薄件，连续切削产生的切削力容易集中，导致待加工件变形严重，尺寸很难保证，且加工效率受到很大影响。

因此，如何减小超薄环形件在加工花边轮廓时的变形量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种超薄环形件花边轮廓的加工方法，减小了超薄环形件在加工花边轮廓时的变形量。本发明的另一目的是提供一种超薄环形件花边轮廓的加工系统，减小了超薄环形件在加工花边轮廓时的变形量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超薄环形件花边轮廓的加工方法，包括：

压紧待加工件的顶壁；

在所述待加工件上钻取连接孔；

在所述连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔；

紧固所述第一定位孔，铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相错开处的花边；

解除所述第一定位孔的紧固；

紧固所述第二定位孔，铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相对应处的花边。

优选地，所述在所述连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔包括：

按照设定方向，间隔选定所述连接孔为所述第一定位孔；

在剩余所述连接孔中选定至少一个所述连接孔为所述第二定位孔。

优选地，所述在剩余所述连接孔中选定至少一个所述连接孔为所述第二定位孔包括：

选定剩余所有所述连接孔为所述第二定位孔。

优选地，所述间隔选定所述连接孔为所述第一定位孔包括：

每间隔A个所述连接孔选定A个相邻的所述连接孔为所述第一定位孔，A为大于1的正整数且A小于所述连接孔的总数量。

优选地，所述铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相错开处的花边包括：

按照设定方向依次铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相错开处的花边。

优选地，所述铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相对应处的花边包括：

按照设定方向依次铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相对应处的花边。

优选地，所述铣削为对称铣削。

一种超薄环形件花边轮廓的加工系统，包括：

压紧装置，用于压紧待加工件的顶壁；

钻孔装置，用于在所述待加工件上钻取连接孔；

选孔装置，用于在所述连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔；

紧固装置，用于紧固所述第一定位孔以及用于紧固所述第二定位孔；

铣削装置，用于在紧固所述第一定位孔时，铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相错开处的花边，以及用于在紧固所述第二定位孔时，铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相对应处的花边。

拆卸装置，用于解除所述第一定位孔的紧固。

优选地，所述压紧装置为压板夹具，所述紧固装置为定位螺钉，所述压板夹具的工作台上设有用于与所述定位螺钉配合连接的螺纹孔。

优选地，还包括用于设置在所述定位螺钉与所述第一定位孔或与所述第二定位孔之间的垫圈。

本发明提供的一种超薄环形件花边轮廓的加工方法利用待加工件本身的连接孔来对待加工件的装夹进行加固，提高了待加工件装夹的可靠性，降低了铣削过程中由于切削力的影响而导致的待加工件加工中发弹和加工后变形的情况的发生率，减小了铣削花边时待加工件的变形量，能够有效改善产品质量，提高了一次加工的合格率，并降低了超差报废的风险。

本发明还提供了一种超薄环形件花边轮廓的加工系统，用于实现上述加工方法，该加工系统能够减小超薄环形件在加工花边轮廓时的变形量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例一的流程图；

图2为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例二的流程图；

图3为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例三的流程图；

图4为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例四的流程图。

图5为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例中在紧固第一定位孔时铣削花边轮廓的走刀方式示意图；

图6为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例中在紧固第二定位孔时铣削花边轮廓的走刀方式示意图。

图5和图6中，11为花边。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种超薄环形件花边轮廓的加工方法，减小了超薄环形件在加工花边轮廓时的变形量。本发明的另一核心是提供一种超薄环形件花边轮廓的加工系统，减小了超薄环形件在加工花边轮廓时的变形量。

请参考图1至图4，图1为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例一的流程图；图2为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例二的流程图；图3为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例三的流程图；图4为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例四的流程图。

本发明所提供的超薄环形件花边轮廓的加工方法的一种具体实施例中，请参考图1，方法具体包括：

步骤S1：压紧待加工件的顶壁；

步骤S2：在待加工件上钻取连接孔；

步骤S3：在连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔；

步骤S4：紧固第一定位孔，铣削待加工件上与第一定位孔相错开处的花边；

步骤S5：解除第一定位孔的紧固；

步骤S6：紧固第二定位孔，铣削待加工件上与第一定位孔相对应处的花边。

其中，连接孔是根据待加工件与其他零部件的连接关系需求或者本身的结构需求而需要加工的通孔，通常为多个且排列成环形，并非为装夹需求而在待加工件上增设的通孔；第一定位孔与第二定位孔是按照紧固顺序，从已加工出的连接孔中选取的用于紧固的两类孔，即已加工出的连接孔可以只包括第一定位孔、第二定位孔两类或者可以包括第一定位孔、第二定位孔以及不用于紧固的非定位孔三类；与第一定位孔相对应处是指待加工件上与第一定位孔在一条径向线上的待加工壁面，此相对应处在第一定位孔紧固时干涉待加工壁面的花边铣削，待加工件上其余待加工壁面为待加工件上与第一定位孔相错开处；紧固第一定位孔或者第二定位孔指的是对第一定位孔或第二定位孔施加轴向以及径向的作用力，进而提高对待加工件整体的压紧力。

上述加工方法利用待加工件本身的连接孔来对待加工件的装夹进行加固，提高了待加工件装夹的可靠性，降低了铣削过程中由于切削力的影响而导致的待加工件加工中发弹和加工后变形的情况的发生率，减小了铣削花边时待加工件的变形量，能够有效改善产品质量，提高了一次加工的合格率，并降低了超差报废的风险。

在上述实施例中，在待加工件上钻取待加工件上所需的连接孔具体可以将结构要求的数量的连接孔全部加工出来，以减少超薄环形件的整体加工时间，提高加工效率。当然，也可以根据紧固的需要只加工出结构要求数量的连接孔中的一部分连接孔。

上述实施例中，在连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔有多种具体选定方式。一种优选的实施例中，选定方式具体包括：

步骤S31：按照设定方向，间隔选定连接孔为第一定位孔；

步骤S32：在剩余连接孔中选定至少一个连接孔为第二定位孔。

其中，设定方向即周向上的顺时针或逆时针；间隔选定是指至少存在两个第一定位孔，其中一个第一定位孔与另一个第一定位孔之间间隔有非定位孔或者第二定位孔；剩余的连接孔指的是在加工出的连接孔中，除去被选定为第一定位孔后的其余所有连接孔，同一个连接孔不能同时选定为第一定位孔与第二定位孔。

在铣削花边时，由于第一定位孔间隔设置，则待加工件上与第一定位孔相错开处也呈间隔设置，从而可以间隔铣削第一定位孔相错开的花边，再次间隔铣削第一定位孔相对应处的花边，有利于使铣削过程中的应力分散，减小铣削花边时待加工件的变形积累，并且提高加工效率，改善加工状态；同时，间隔铣削有利于减小铣削过程中待加工件的热变形。当然，也可以将所有第一定位孔均选定为连续的连接孔或者以其他方式选定第一定位孔与第二定位孔。

上述实施例中，在剩余连接孔中选定至少一个连接孔为第二定位孔具体可以包括：

步骤S321：选定剩余所有连接孔为第二定位孔。

也就是说，加工出的连接孔全部分为第一定位孔与第二定位孔两类，分次紧固铣削，从而连接孔可以得到充分利用，充分保证紧固第一定位孔与第二定位孔时的待加工件的固定效果。当然，第二定位孔也可以只选用剩余连接孔中的一半或者为其他数量。

在上述实施例的基础上，间隔选定连接孔为第一定位孔具体可以包括：

步骤S311：每间隔A个连接孔选定A个相邻的连接孔为第一定位孔，A为大于1的正整数且A小于所述连接孔的总数量。

也就是说，第一定位孔与第二定位孔的设置方式为沿着设定方向，即周向上的顺时针或逆时针，由设定起点起，依次为A个第一定位孔、A个第二定位孔如此交叉间隔排列，由于加工出的连接孔的总数量可能为A的整数倍或者为非A的整数倍，当加工出的连接孔的总数量为非A的整数倍时，按照原设定起点与设定方向选取后，最后一组第一定位孔或者第二定位孔的数量可以小于A个。

此种设置方式有利于在分次紧固第一定位孔与紧固第二定位孔时，待加工件受到的压紧力或者效果较为一致，有利于降低两次紧固后铣削花边时待加工件时的变形积累，改善加工状态，提高产品质量。当然，第一定位孔与第二定位孔的数量也可以按照其他数量间隔选定，例如，在设定方向上，可以一次选定一个第二定位孔、两个第二定位孔、一个第一定位孔、两个第二定位孔如此循环间隔选定。

具体地，上述各个实施例中的A个具体可以为1个或者2个，以提高第一定位孔与第二定位孔的设置密度，增加待加工壁面的加工间隔数，有利于提高待加工件的压紧力或者紧固力，减小待加工件铣削变形量。

上述各个实施例中，铣削花边有多种走刀顺序，具体地，紧固第一定位孔，铣削待加工件上与第一定位孔相错开处的花边具体可以包括：

步骤S41：紧固第一定位孔，按照设定方向依次铣削待加工件上与第一定位孔相错开处的花边。

根据第一定位孔的紧固位置，沿周向上顺时针或者逆时针的方向上依次铣削每个间隔处的花边，以便于铣削加工。当然，也可以间隔铣削每个间隔处，或者按照其他顺序进行铣削。

上述各个实施例中，紧固第二定位孔，铣削待加工件上与第一定位孔相对应处的花边具体可以包括：

步骤S61：紧固第二定位孔，按照设定方向依次铣削待加工件上与第一定位孔相对应处的花边。

也就是说，在第二定位孔紧固时，可以按照周向上顺时针或者逆时针的方向依次铣削每个第一定位孔对应处的花边，以便于铣削加工。其中，此处的设定方向可以与上述实施例中紧固第一定位孔时铣削的设定方向相同或者相反。当然，也可以间隔铣削每个间隔处，或者按照其他顺序进行铣削。

上述各个实施例中，铣削具体可以为对称铣削，以保证超薄环形件花边轮廓的加工效果。当然，也可以为非对称铣削等其他铣削方式。

下面以一种具体的超薄环形件为例，详细介绍本发明所提供的超薄环形件花边轮廓的加工方法的一种具体应用。请参考图5和图6，图5为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例中在紧固第一定位孔时铣削花边轮廓的走刀方式示意图；图6为本发明所提供超薄环形件花边轮廓的加工方法的具体实施例中在紧固第二定位孔时铣削花边轮廓的走刀方式示意图。

此种超薄环形件包括24个等间距设置的连接孔，包括12个第一定位孔和12个第二定位孔，其中每2个第一定位孔为一组，每2个第二定位孔为一组，第一定位孔与第二定位孔按组间隔设置，即按周向上顺时针或者逆时针方向依次为两个第一定位孔、两个第二定位孔如此循环设置，一种具体的加工方法包括：

压紧此超薄环形件的顶壁；

在待加工件上钻取所需的24个连接孔；

按照上述方式选定12个第一定位孔和12个第二定位孔；

紧固12个第一定位孔，铣削此超薄环形件上与第二定位孔相对应处的花边11；

解除12个第一定位孔的紧固；

紧固12个第二定位孔，铣削待加工件上与第一定位孔相对应处的花边11。

可见，此种超薄环形件通过上述方法铣削花边轮廓，能够极大减小变形累积，提高产品的加工质量与效率。

除了上述各个实施例所提供的超薄环形件花边轮廓的加工方法，本发明还包括一种能够实现上述加工方法的超薄环形件花边轮廓的加工系统，该加工系统主要包括：

压紧装置，用于压紧待加工件的顶壁；

钻孔装置，用于在待加工件上钻取连接孔；

选孔装置，用于在连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔；

紧固装置，用于紧固第一定位孔以及用于紧固第二定位孔；

铣削装置，用于在紧固第一定位孔时，铣削待加工件上与第一定位孔相错开处的花边，以及用于在紧固第二定位孔时，铣削待加工件上与第一定位孔相对应处的花边。

拆卸装置，用于解除第一定位孔的紧固。

本实施例中的压紧装置、钻孔装置、选孔装置、紧固装置、铣削装置和拆卸装置的配合使用，可以实现上述加工方法，所以此加工系统的使用过程与上述加工方法一致，对于该加工系统的使用过程，在此不再赘述。通过此种加工系统的加工，提高了待加工件装夹的可靠性，降低了铣削过程中由于切削力的影响而导致的待加工件加工中发弹和加工后变形的情况发生率，减小了铣削花边时待加工件时的变形量，能够有效改善产品质量，提高了一次加工的合格率，并降低了超差报废的风险。

具体地，上述实施例中的压紧装置可以为压板夹具，紧固装置可以为定位螺钉，压板夹具的工作台上可以设有用于与定位螺钉配合连接的螺纹孔。在进行加工时，具体装夹过程包括：

通过压板夹具中的压板压紧待加工件的顶壁；

将定位螺钉插入第一定位孔并与工作台上的螺纹孔拧紧配合以紧固第一定位孔，通过定位螺钉的头部与工作台的夹紧加强待加工件的轴向固定，通过定位螺钉的螺杆限位加强待加工件的径向固定；

将定位螺钉插入第二定位孔并与工作台上的螺纹孔拧紧配合以紧固第二定位孔，通过定位螺钉的头部与工作台的夹紧加强待加工件的轴向固定，通过定位螺钉的螺杆限位加强待加工件的径向固定。

可见，定位装置设置为定位螺钉，并在压板夹具中增设螺纹孔以配合定位螺钉，简化了定位装置的设置，夹具改造成本较低，便于上述加工方法的实现。当然，紧固装置以及压紧装置的选用不限于此。

上述各个实施例中的铣削装置与选孔装置具体可以设于数控机床中，具体地，可以通过在数控机床中选定第一定位孔、第二定位孔并配合设置间隔走刀的程序或模块实现，能够方便准确地实现待加工花边轮廓的间隔铣削。

上述各个实施例中，钻孔装置可以为钻头或者其他钻孔件。

上述各个实施例中，加工系统中还可以包括垫圈，垫圈用于设置在定位螺钉与第一定位孔或第二定位孔之间。由于在紧固第二定位孔以铣削待加工件上与第一定位孔相对应处的花边时，待加工件上与第二定位孔相对应处的花边已铣削完成，因而在安装定位螺钉时套设垫圈，使垫圈隔离定位螺钉的头部与第二定位孔相对应处的花边，能够有效保证第二定位孔相对应处花边轮廓的表面质量和精度，提高加工质量与加工效率。其中，与第二定位孔相对应处是指待加工件上与第二定位孔在一条径向线上的待加工壁面，此相对应处在第二定位孔紧固时干涉的待加工壁面的花边铣削；另外，在紧固第一定位孔的螺钉上套设垫圈也可以对第一定位孔相对应处的待加工壁面进行有效防护。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的超薄环形件花边轮廓的加工方法及其加工系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种超薄环形件花边轮廓的加工方法，其特征在于，包括：

通过压板夹具中的压板压紧待加工件的顶壁；

在所述待加工件上钻取连接孔；

在所述连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔；

将定位螺钉插入所述第一定位孔并与压板夹具的工作台上的螺纹孔拧紧配合，以紧固所述第一定位孔，通过定位螺钉的头部与所述工作台的夹紧加强待加工件的轴向固定，通过所述定位螺钉的螺杆限位加强待加工件的径向固定，铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相错开处的花边；

解除所述第一定位孔的紧固；

将定位螺钉插入所述第二定位孔并与压板夹具的工作台上的螺纹孔拧紧配合，以紧固所述第二定位孔，通过定位螺钉的头部与工作台的夹紧加强待加工件的轴向固定，通过定位螺钉的螺杆限位加强待加工件的径向固定，铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相对应处的花边。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在所述连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔包括：

按照周向上的顺时针或逆时针方向，间隔选定所述连接孔为所述第一定位孔；

在剩余所述连接孔中选定至少一个所述连接孔为所述第二定位孔。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述在剩余所述连接孔中选定至少一个所述连接孔为所述第二定位孔包括：

选定剩余所有所述连接孔为所述第二定位孔。

4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述间隔选定所述连接孔为所述第一定位孔包括：

每间隔A个所述连接孔选定A个相邻的所述连接孔为所述第一定位孔，A为大于1的正整数且A小于所述连接孔的总数量。

5.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相错开处的花边包括：

按照周向上的顺时针或逆时针方向依次铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相错开处的花边。

6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相对应处的花边包括：

按照周向上的顺时针或逆时针方向依次铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相对应处的花边。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的加工方法，其特征在于，所述铣削为对称铣削。

8.一种超薄环形件花边轮廓的加工系统，其特征在于，包括：

压紧装置，用于压紧待加工件的顶壁；

钻孔装置，用于在所述待加工件上钻取连接孔；

选孔装置，用于在所述连接孔中选定第一定位孔和第二定位孔；

紧固装置，用于紧固所述第一定位孔以及用于紧固所述第二定位孔；

铣削装置，用于在紧固所述第一定位孔时，铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相错开处的花边，以及用于在紧固所述第二定位孔时，铣削所述待加工件上与所述第一定位孔相对应处的花边；

拆卸装置，用于解除所述第一定位孔的紧固；

其中，所述压紧装置为压板夹具，所述紧固装置为定位螺钉，所述压板夹具的工作台上设有用于与所述定位螺钉配合连接的螺纹孔，通过所述定位螺钉的头部与工作台的夹紧加强待加工件的轴向固定，通过定位螺钉的螺杆限位加强待加工件的径向固定。

9.根据权利要求8所述的加工系统，其特征在于，还包括用于设置在所述定位螺钉与所述第一定位孔或与所述第二定位孔之间的垫圈。