CN107097042A - 一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法，属于机械加工领域。加工方法包括：提供条状的待加工工件和用于装夹待加工工件的工装；通过工装装夹待加工工件，并在第一待加工平面和第二待加工平面的基础上加工出相互平行的第一平面和第二平面；测量第一待加工弧面的弧顶的直线度，得到弧面直线度；重新装夹待加工工件，使得第一待加工弧面的直线度与弧面直线度之间的差值不大于要求值，在第一待加工弧面的基础上加工出第一弧面；重新装夹待加工工件，使得第一弧面的弧顶与多个虎钳的支承部相抵，在第二待加工弧面的基础上加工出第二弧面。本发明解决了现有的常见加工方法均无法很好的对截面非整圆的条状工件外圆进行加工的问题。

Description

一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，特别涉及一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法。

背景技术

工件指的是在生产机械装置的过程中制造出的某个产品部件，在加工条状工件的外圆时，通常采用车床、外圆磨床或无心磨床对工件进行加工切削，然而，无心磨床受到加工工艺的限制，该机床只能对截面为整圆的工件进行加工，而无法加工截面为非整圆的条状工件；车床、外圆磨床在加工过程中，需对工件的中心轴进行定位，但是截面为非整圆的工件的中心轴无法定位，同时车床与外圆磨床在加工过程中存在工件让刀、断续切削冲击等问题，所以现有的常见加工方法均无法很好的对截面非整圆的条状工件外圆进行加工。

发明内容

为了解决现有的常见加工方法均无法很好的对截面非整圆的条状工件外圆进行加工的问题，本发明实施例提供了一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法，所述加工方法包括：

提供条状的待加工工件和用于装夹所述待加工工件的工装，所述待加工工件包括沿长度方向布置的第一待加工平面、第二待加工平面、第一待加工弧面和第二待加工弧面，所述第一待加工平面和所述第二待加工平面为所述待加工工件的相对的两侧面，所述第一待加工弧面和所述第二待加工弧面相对于所述第一待加工平面的垂直平分面对称布置，所述工装包括多个间隔布置的虎钳，每个所述虎钳均包括两个钳夹，所述两个钳夹的一端可活动地相交在一起并构成支撑部，所述两个钳夹的另一端相互间隔构成钳口。

通过所述工装装夹所述待加工工件，并在所述第一待加工平面和所述第二待加工平面的基础上加工出相互平行的第一平面和第二平面；

将所述第一平面或所述第二平面与所述多个虎钳的支承部相抵，测量所述第一待加工弧面的弧顶沿所述待加工工件的长度方向构成的线段的直线度，得到弧面直线度；

重新装夹所述待加工工件，使得所述第一待加工弧面突出于所述多个虎钳的钳口，且所述第一待加工弧面的弧顶沿所述待加工工件的长度方向构成的线段的直线度与所述弧面直线度之间的差值不大于要求值，在所述第一待加工弧面的基础上加工出第一弧面；

重新装夹所述待加工工件，使得所述第一弧面的弧顶与所述多个虎钳的支承部相抵，所述第二待加工弧面突出于所述多个虎钳的钳口，在所述第二待加工弧面的基础上加工出第二弧面。

进一步地，所述加工方法还包括：

所述加工方法还包括：

检测所述第一待加工平面的直线度，并记录为平面直线度；

通过所述多个虎钳夹装所述第一待加工弧面和第二待加工弧面，使得所述第一待加工平面突出于所述多个虎钳的钳口；

将夹持在所述虎钳上的所述第一待加工平面的直线度调整为所述平面直线度，在所述第一待加工平面的基础上加工出所述第一平面。

进一步地，所述检测所述第一待加工平面的直线度，包括：

将所述待加工工件放置在所述多个虎钳的支承部上；

通过所述多个虎钳中的位于两端的两个虎钳分别装夹所述待加工工件两端的所述第一待加工平面和所述第二待加工平面；

沿所述第一待加工平面的长度方向将所述第一待加工平面划分为至少两个部分，分别检测每个部分的跳动，以得到所述第一待加工平面的直线度。

进一步地，所述在所述第一待加工平面的基础上加工出所述第一平面之后，包括：

重新装夹所述待加工工件，使得所述第一平面与所述多个虎钳的支承部相抵，所述第二待加工平面突出于所述多个虎钳的钳口；

通过塞尺检测所述第一平面和所述多个虎钳的支承部之间的间隙，所述间隙不大于0.05mm，否则重新装夹所述待加工工件。

进一步地，所述测量所述第一待加工弧面的弧顶的直线度，包括：

将所述待加工工件放置在所述多个虎钳的支承部上，且所述第一平面与所述多个虎钳的支承部接触；

测量所述第一待加工弧面的弧顶的直线度。

进一步地，在所述测量所述第一待加工弧面的弧顶的直线度之前，包括：

在所述第一待加工弧面和所述第二待加工弧面上分别加工出轮廓基准带，所述轮廓基准带位于所述待加工工件的一端，所述第一待加工弧面上的所述轮廓基准带用于在加工所述第一待加工弧面时对刀，所述第二待加工弧面上的所述轮廓基准带用于在加工所述第二待加工弧面时对刀。

进一步地，各所述轮廓基准带在所述待加工工件的长度方向的长度为2mm-6mm，所述第一待加工弧面上的轮廓基准带的底面与所述第一待加工弧面的弧顶之间的最小距离不大于0.2mm，所述第二待加工弧面上的轮廓基准带的底面与所述第二待加工弧面的弧顶之间的最小距离不大于0.2mm。

进一步地，通过数控龙门铣床加工所述第一待加工弧面和所述第二待加工弧面，所述数控龙门铣床的切削速度为80-130m/min，进给量为1000-3000mm/min，切削深度为0.10-0.80mm。

进一步地，所述要求值为0.05～0.15mm。

进一步地，在两个相邻所述虎钳之间设置螺纹千斤顶，通过升降所述螺纹千斤顶调整所述第一待加工弧面的直线度。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在通过本发明实施例所提供的加工方法加工条状的工件时，首先，通过工装装夹待加工工件，并在第一待加工平面和第二待加工平面的基础上加工出第一平面和第二平面，从而能够通过第一平面和第二平面稳固的装夹待加工工件，进而为第一待加工弧面和第二待加工弧面提供稳定的加工条件。接着，测量第一待加工弧面的弧顶沿待加工工件的长度方向上构成的线段的直线度，并记录为弧面直线度，由于此时第一平面与虎钳的支承部相抵，测量位置法向与重力方向垂直，所以测量出的直线度为准确值，然后，重新装夹待加工工件，使得第一待加工弧面突出于多个虎钳的钳口，且第一待加工弧面的弧顶沿待加工工件的长度方向上构成的线段直线度与弧面直线度之间的差值不大于要求值，从而避免因与支承部相抵的第二待加工弧面不平整和待加工工件在重力的作用下饶度变形而影响第一待加工弧面的直线度，在第一待加工弧面的基础上加工出第一弧面。最后，再次重新装夹待加工工件，使得第一弧面的弧顶与多个虎钳的支承部相抵，第二待加工弧面突出于多个虎钳的钳口，在第二待加工弧面的基础上加工出第二弧面，从而得到具有第一平面、第二平面、第一弧面和第二弧面的截面非整圆的条状工件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的加工方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的待加工工件的正视图；

图3是本发明实施例提供的待加工工件的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的工装的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的加工方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的第一待加工平面的加工示意图；

图7是本发明实施例提供的第二待加工平面的加工示意图；

图8是本发明实施例提供的第一待加工弧面的加工示意图；

图9是本发明实施例提供的第二待加工弧面的加工示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法，如图1所示，该加工方法包括：

步骤101：提供条状的待加工工件(参见图2)和用于装夹待加工工件的工装，该条状工件可以用于制作阻尼杆。

图3为待加工工件的结构示意图，参见图3，待加工工件包括沿长度方向布置的第一待加工平面11、第二待加工平面12、第一待加工弧面21和第二待加工弧面22，第一待加工平面11和第二待加工平面12为待加工工件的相对的两侧面，第一待加工弧面21和第二待加工弧面22相对于第一待加工平面11的垂直平分面对称布置，第一待加工平面11的中部设有缺口a，需要说明的是，缺口a为条状工件的功能性结构，不涉及到本实施例提供的后续加工流程。

具体地，待加工工件为由毛坯加工而成，毛胚是由实心锻件，首先经粗加工车成圆棒，然后热处理后再经粗铣、半精铣等方式加工出来的。在得到毛胚后，对毛胚进行中间间隔去应力退火。缺口a是铣削工序用立铣刀铣削加工出来的。

工装包括多个间隔布置在工作台100(参见图4)上的虎钳200，每个虎钳均包括两个钳夹，两个钳夹的一端可活动地相交在一起并构成支撑部，两个钳夹的另一端相互间隔构成钳口，支承部均位于水平面上，每个虎钳的钳口均背向各自的支承部。

优选的，虎钳可以为精密机床用平口虎钳。

步骤102：通过工装装夹待加工工件，并在第一待加工平面11和第二待加工平面12的基础上加工出相互平行的第一平面和第二平面，第一平面和第二平面分别位于待加工工件的两侧且相互平行。

步骤103：将第一平面或第二平面与多个虎钳的支承部相抵，测量第一待加工弧面21的弧顶沿待加工工件的长度方向上构成的线段的直线度，得到弧面直线度。

步骤104：重新装夹待加工工件，使得第一待加工弧面21突出于多个虎钳的钳口，且第一待加工弧面21弧顶沿待加工工件的长度方向上构成的线段的直线度与弧面直线度之间的差值不大于要求值，在第一待加工弧面21的基础上加工出第一弧面。

步骤105：重新装夹待加工工件，使得第一弧面的弧顶与多个虎钳的支承部相抵，第二待加工弧面22突出于多个虎钳的钳口，在第二待加工弧面22的基础上加工出第二弧面。

在通过本发明实施例所提供的加工方法加工条状的工件时，首先，通过工装装夹待加工工件，并在第一待加工平面和第二待加工平面的基础上加工出第一平面和第二平面，从而能够通过第一平面和第二平面稳固的装夹待加工工件，进而为第一待加工弧面和第二待加工弧面提供稳定的加工条件，接着，测量第一待加工弧面的弧顶沿待加工工件的长度方向上构成的线段的直线度，并记录为弧面直线度，由于此时第一平面与虎钳的支承部相抵，测量位置法向与重力方向垂直，所以测量出的直线度为准确值，然后，重新装夹待加工工件，使得第一待加工弧面突出于多个虎钳的钳口，且第一待加工弧面的弧顶沿待加工工件的长度方向上构成的线段直线度与弧面直线度之间的差值不大于要求值，在第一待加工弧面的基础上加工出第一弧面，最后，再次重新装夹待加工工件，使得第一弧面的弧顶与多个虎钳的支承部相抵，第二待加工弧面突出于多个虎钳的钳口，在第二待加工弧面的基础上加工出第二弧面，从而得到具有第一平面、第二平面、第一弧面和第二弧面的截面非整圆的条状工件。

并且，由于在加工第一待加工弧面之前，将装夹在工装上的待加工工件的第一待加工弧面的直线度调整为与弧面直线度的差值不大于要求值，以最大程度上的模拟待加工工件的自由状态，从而避免了待加工工件因重力和工装装夹的因素导致形变，而影响加工精度。

图5为另一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法，如图5所示，该加工方法包括：

步骤201：提供条状的待加工工件(参见图2)和用于装夹待加工工件的工装，待加工工件包括沿长度方向布置的第一待加工平面11、第二待加工平面12、第一待加工弧面21和第二待加工弧面22，第一待加工平面11和第二待加工平面12分别位于待加工工件的两侧且相互平行，第一待加工弧面21和第二待加工弧面22相对于第一待加工平面11的垂直平分线对称布置，第一待加工平面11的中部设有缺口a，需要说明的是，缺口a为条状工件的功能性结构，不涉及到本实施例提供的后续加工流程。

工装包括多个间隔布置的虎钳，每个虎钳均包括两个钳夹，两个钳夹的一端可活动地相交在一起并构成支撑部，两个钳夹的另一端相互间隔构成钳口，支承部均位于水平面上，每个虎钳的钳口均背向各自的支承部，为了保证待加工工件的稳定装夹，还可以在每个虎钳的支承部上设置相同的垫块。

需要说明的是，虎钳的数量可以根据待加工工件的实际长度确定，优选地，每个虎钳之间的距离可以为0.5～0.7m。

优选地，每个虎钳的两个钳夹中的一个钳夹为固定钳，每个固定钳之间的平面度不大于0.02mm，从而保证了待加工工件的稳定夹持。

步骤202：通过工装装夹待加工工件，并在第一待加工平面11和第二待加工平面12的基础上加工出相互平行的第一平面和第二平面，第一平面和第二平面分别位于待加工工件的两侧且相互平行。

具体地，步骤202可以通过如下步骤实现：

步骤2021：检测第一待加工平面11的直线度，并记录为平面直线度。

更具体地，首先，将待加工工件放置在多个虎钳的支承部上，多个虎钳中的位于两端的两个虎钳分别装夹待加工工件两端的第一待加工平面11和第二待加工平面12。由于此时测量面的法向与重力方向垂直，所以消除了重力对直线度测量产生的影响，能够得到准确的直线度。

然后，沿第一待加工平面11的长度方向将第一待加工平面11划分为6个部分，分别检测每个部分的跳动，以得到第一待加工平面11的直线度。由于待加工工件为长条状结构，所以将第一待加工平面11沿长度方向划分为6个部分可以更为准确的得到第一待加工平面11的直线度。

优选的，可以将测量直线度时检测出的跳动标记在第一待加工平面11上，从而便于在步骤2022的执行。

步骤2022：如图6所示，通过多个虎钳夹装第一待加工弧面21和第二待加工弧面22，使得第一待加工平面11突出于多个虎钳的钳口，参照第一待加工平面11上的标记，将夹持在虎钳上的第一待加工平面11的直线度调整为平面直线度，在第一待加工平面11的基础上加工出第一平面。

在上述实现方式中，由于在加工第一待加工平面11之前，将装夹在工装上的待加工工件的第一待加工平面11的直线度以平面直线度为标准进行了调整，以最大程度上的模拟待加工工件的自由状态，从而避免了待加工工件因重力和工装装夹的因素导致形变，而影响加工精度。

步骤2022在具体操作时，可以在两个相邻虎钳之间设置螺纹千斤顶，通过升降螺纹千斤顶来调整第一待加工平面的直线度。

步骤2023：如图7所示，重新装夹待加工工件，使得第一平面与多个虎钳的支承部相抵，第二待加工平面12突出于多个虎钳的钳口。

步骤2024：通过塞尺检测第一平面和多个虎钳的支承部之间的间隙，间隙不大于0.05mm，否则重新装夹待加工工件。

步骤2025：在第二待加工平面12的基础上加工出第二平面。

步骤203：在第一待加工弧面21和第二待加工弧面22上分别加工出轮廓基准带，轮廓基准带位于待加工工件的一端，第一待加工弧面21上的轮廓基准带用于在加工第一待加工弧面21时对刀或防止过切，第二待加工弧面22上的轮廓基准带用于在加工第二待加工弧面22时对刀或防止过切。

具体地，各轮廓基准带在待加工工件的长度方向的长度为2mm-6mm，第一待加工弧面21上的轮廓基准带的底面与第一待加工弧面21的弧顶之间的最小距离不大于0.2mm，第二待加工弧面22上的轮廓基准带的底面与第二待加工弧面22的弧顶之间的最小距离不大于0.2mm。

步骤204：测量第一待加工弧面21的弧顶的直线度，得到弧面直线度。

具体地，步骤204可以通过如下步骤实现：

步骤2041：将待加工工件放置在多个虎钳的支承部上，且第一平面与多个虎钳的支承部接触。

步骤2042：测量第一待加工弧面21的弧顶的直线度。

步骤205：如图8所示，重新装夹待加工工件，使得第一待加工弧面21突出于多个虎钳的钳口，且第一待加工弧面21的直线度与弧面直线度之间的差值不大于要求值，在第一待加工弧面21的基础上加工出第一弧面。

在本实施例中，弧面直线度和平面直线度均可以通过百分表测量，具体操作步骤可参考百分表标准操作方法，在此不做赘述。

优选地，要求值为0.05～0.15mm，需要说明的是，要求值可以根据实际需求进行调整，本发明对此不做限制。

具体地，通过数控龙门铣床加工第一待加工弧面21，数控龙门铣床的铣刀可以为圆刀片面铣刀，其规格可以为Φ30R5或Φ25R5等可用于仿行铣的铣刀，数控龙门铣床的切削速度为80-130m/min，进给量为1000-3000mm/min，切削深度为0.10-0.80mm。

步骤206：如图9所示，重新装夹待加工工件，使得第一弧面的弧顶与多个虎钳的支承部相抵，第二待加工弧面22突出于多个虎钳的钳口，在第二待加工弧面22的基础上加工出第二弧面。

具体地，通过数控龙门铣床加工第二待加工弧面22，数控龙门铣床的铣刀可以为圆刀片面铣刀，其规格可以为Φ30R5或Φ25R5等可用于仿行铣的铣刀，数控龙门铣床的切削速度为80-130m/min，进给量为1000-3000mm/min，切削深度为0.10-0.80mm。

在通过本发明实施例所提供的加工方法加工条状的工件时，首先，通过工装装夹待加工工件，并在第一待加工平面11和第二待加工平面12的基础上加工出第一平面和第二平面，接着，测量第一待加工弧面21的弧顶的直线度，并记录为弧面直线度，由于此时第一平面与虎钳的支承部相抵，测量位置法向与重力方向垂直，所以测量出的直线度为准确值，然后，重新装夹待加工工件，使得第一待加工弧面21突出于多个虎钳的钳口，且第一待加工弧面21的直线度与弧面直线度之间的差值不大于要求值，在第一待加工弧面21的基础上加工出第一弧面，最后，再次重新装夹待加工工件，使得第一弧面的弧顶与多个虎钳的支承部相抵，第二待加工弧面22突出于多个虎钳的钳口，在第二待加工弧面22的基础上加工出第二弧面，从而得到具有第一平面、第二平面、第一弧面和第二弧面的截面非整圆的条状工件。

并且，由于在加工第一待加工弧面21之前，将装夹在工装上的待加工工件的第一待加工弧面21的直线度调整为与弧面直线度的差值不大于要求值，以最大程度上的模拟待加工工件的自由状态，从而避免了待加工工件因重力和工装装夹的因素导致形变，而影响加工精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于截面非整圆的条状工件的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：

提供条状的待加工工件和用于装夹所述待加工工件的工装，所述待加工工件包括沿长度方向布置的第一待加工平面、第二待加工平面、第一待加工弧面和第二待加工弧面，所述第一待加工平面和所述第二待加工平面为所述待加工工件的相对的两侧面，所述第一待加工弧面和所述第二待加工弧面相对于所述第一待加工平面的垂直平分面对称布置，所述工装包括多个间隔布置的虎钳，每个所述虎钳均包括两个钳夹，所述两个钳夹的一端可活动地相交在一起并构成支撑部，所述两个钳夹的另一端相互间隔构成钳口；

通过所述工装装夹所述待加工工件，并在所述第一待加工平面和所述第二待加工平面的基础上加工出相互平行的第一平面和第二平面；

将所述第一平面或所述第二平面与所述多个虎钳的支承部相抵，测量所述第一待加工弧面的弧顶沿所述待加工工件的长度方向构成的线段的直线度，得到弧面直线度；

重新装夹所述待加工工件，使得所述第一待加工弧面突出于所述多个虎钳的钳口，且所述第一待加工弧面的弧顶沿所述待加工工件的长度方向构成的线段的直线度与所述弧面直线度之间的差值不大于要求值，在所述第一待加工弧面的基础上加工出第一弧面；

重新装夹所述待加工工件，使得所述第一弧面的弧顶与所述多个虎钳的支承部相抵，所述第二待加工弧面突出于所述多个虎钳的钳口，在所述第二待加工弧面的基础上加工出第二弧面。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法还包括：

检测所述第一待加工平面的直线度，并记录为平面直线度；

通过所述多个虎钳夹装所述第一待加工弧面和第二待加工弧面，使得所述第一待加工平面突出于所述多个虎钳的钳口；

将夹持在所述虎钳上的所述第一待加工平面的直线度调整为所述平面直线度，在所述第一待加工平面的基础上加工出所述第一平面。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述检测所述第一待加工平面的直线度，包括：

将所述待加工工件放置在所述多个虎钳的支承部上；

通过所述多个虎钳中的位于两端的两个虎钳分别装夹所述待加工工件两端的所述第一待加工平面和所述第二待加工平面；

沿所述第一待加工平面的长度方向将所述第一待加工平面划分为至少两个部分，分别检测每个部分的跳动，以得到所述第一待加工平面的直线度。

4.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述在所述第一待加工平面的基础上加工出所述第一平面之后，包括：

重新装夹所述待加工工件，使得所述第一平面与所述多个虎钳的支承部相抵，所述第二待加工平面突出于所述多个虎钳的钳口；

通过塞尺检测所述第一平面和所述多个虎钳的支承部之间的间隙，所述间隙不大于0.05mm，否则重新装夹所述待加工工件。

5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述测量所述第一待加工弧面的弧顶的直线度，包括：

将所述待加工工件放置在所述多个虎钳的支承部上，且所述第一平面与所述多个虎钳的支承部接触；

测量所述第一待加工弧面的弧顶的直线度。

6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在所述测量所述第一待加工弧面的弧顶的直线度之前，包括：

在所述第一待加工弧面和所述第二待加工弧面上分别加工出轮廓基准带，所述轮廓基准带位于所述待加工工件的一端，所述第一待加工弧面上的所述轮廓基准带用于在加工所述第一待加工弧面时对刀，所述第二待加工弧面上的所述轮廓基准带用于在加工所述第二待加工弧面时对刀。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，各所述轮廓基准带在所述待加工工件的长度方向的长度为2mm-6mm，所述第一待加工弧面上的轮廓基准带的底面与所述第一待加工弧面的弧顶之间的最小距离不大于0.2mm，所述第二待加工弧面上的轮廓基准带的底面与所述第二待加工弧面的弧顶之间的最小距离不大于0.2mm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的加工方法，其特征在于，通过数控龙门铣床加工所述第一待加工弧面和所述第二待加工弧面，所述数控龙门铣床的切削速度为80-130m/min，进给量为1000-3000mm/min，切削深度为0.10-0.80mm。

9.根据权利要求1-7任一项所述的加工方法，其特征在于，所述要求值为0.05～0.15mm。

10.根据权利要求1-7任一项所述的加工方法，其特征在于，在两个相邻所述虎钳之间设置螺纹千斤顶，通过升降所述螺纹千斤顶调整所述第一待加工弧面的直线度。