CN108655669A - 一种航天航空薄壁零件的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工领域,涉及一种航天航空薄壁零件的加工方法,具体按照粗加工‑人工时效‑精加工内腔‑石蜡填充‑自然凝固‑精加工外底部‑去除石蜡步骤进行。本发明所述航天航空薄壁零件的加工方法通过在薄壁零件的内腔中填充石蜡实现对薄壁零件的外底部的精加工,从而提高薄壁零件加工的精度和表面质量合格率。
Description
技术领域
本发明涉及一种航天航空薄壁零件的加工方法,属于机械加工的工艺及方法类。
背景技术
铝合金薄壁零件一般的加工工艺过程为:下料→粗铣→热处理→精铣。由于铝合金材质的特性导致其刚性强度差,并且又是薄壁构件,因此在加工过程中会受到切削力、切削热、夹紧力等外力影响,从而对零件的尺寸精度、表面质量等产生较大的影响,从而导致零件的结构易变形、难加工。因此,急需开发一种铝合金薄壁零件加工工艺,提高零件的加工精度和表面质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种航天航空薄壁零件的加工方法,解决现有技术加工薄壁零件易变形、难加工的问题。
本发明的实现过程如下:
一种航天航空薄壁零件的加工方法,按照如下步骤进行:
(1)粗加工过程:
在加工中心,先加工铝板的正面,铝板的正面形成薄壁零件的内腔部分,然后加工薄壁零件的外底部、两长边、两短边及内腔,尺寸给精加工留余量,得到粗加工的薄壁零件;
(2)人工时效过程:
将步骤(1)得到的粗加工的薄壁零件清洗并吹干净后,放入时效炉进行时效;
(3)精加工内腔过程:
在加工中心,对步骤(2)得到的经时效后的粗加工的薄壁零件的内腔部分进行精加工;
(4)石蜡填充过程:
将步骤(3)内腔精加工后的薄壁零件的内腔部分清洗干净,同时将固态石蜡加热至完全熔化,将熔化后的石蜡倒满薄壁零件的内腔部分;
(5)自然凝固过程:
待步骤(4)得到的薄壁零件内腔中的石蜡完全凝固后,用飞刀将高出薄壁零件表面的石蜡加工至高出薄壁零件表面的高度为0.01mm-0.05mm;
(6)精加工外底部过程:
在加工中心,加工步骤(5)得到的已填充石蜡的薄壁零件的外底部、两长边及两短边;
(7)去除石蜡
将步骤(6)加工完成的薄壁零件的石蜡面向下放平,用温水浇筑,待石蜡与薄壁零件的内腔接触面变软后去除石蜡,回收石蜡,待下次使用,得到目标产品薄壁零件。
上述航天航空薄壁零件的加工方法,按照如下步骤进行:
(1)粗加工过程:
a)在加工中心,用平口钳装夹铝板,加工正面,铝板的正面形成薄壁零件的内腔部分,尺寸给精加工留余量;
b)然后将步骤a)已经加工薄壁零件的内腔部分朝下放置在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,尺寸给精加工留余量;
c)将步骤b)已经加工外底部及两长边的薄壁零件用压板轻压两长边,去掉两短边压板,加工两短边,尺寸给精加工留余量;
d)将步骤c)已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件翻面,将已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件的外底部直接贴合工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边,锁紧压板螺丝,加工内腔,尺寸给精加工留余量,得到粗加工的薄壁零件;
(2)人工时效过程:
e)将步骤(1)得到的粗加工的薄壁零件用清洗剂清洗并吹干净;
f)将步骤e)清洗干净的粗加工薄壁零件放入时效炉,关闭时效炉门,进行时效;
(3)精加工内腔过程:
在加工中心,将步骤(2)得到的经时效后的粗加工的薄壁零件的外底部向下贴合在工作台面上,用压板轻压住两短边,校表长边,锁紧压板螺丝,对薄壁零件的内腔进行精加工;
(4)石蜡填充过程:
将步骤(3)内腔精加工后的薄壁零件的内腔清洗干净,同时使用加热设备将固态石蜡加热至完全熔化,将熔化后的石蜡倒满薄壁零件的内腔;
(5)自然凝固过程:
将步骤(4)得到的已填充石蜡的薄壁零件放在干燥通风处,待石蜡完全凝固后,用飞刀将高出薄壁零件表面的石蜡加工至高出薄壁零件表面的高度为0.01mm-0.05mm;
(6)精加工外底部过程:
在加工中心,将步骤(5)得到的已填充石蜡的薄壁零件的石蜡面向下贴合在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,压紧两长边,去掉两短边压板,加工两短边;
(7)去除石蜡
将步骤(6)加工完成的薄壁零件的石蜡面向下放平,用温水浇筑薄壁零件的外底部,不浇筑石蜡面,待石蜡与薄壁零件的内腔接触面变软后去除石蜡,回收石蜡,待下次使用,得到目标产品薄壁零件。
进一步,所述铝板为2a12铝板,所述铝板的尺寸为500mm×300mm×50mm。
进一步,所述压板的尺寸为30mm×80mm。
进一步,步骤b)、步骤d)、步骤(3)和步骤(6)所述校表长边小于0.02mm。
进一步,步骤f)所述时效的温度为150-190摄氏度,时效时间5-9小时。
进一步,步骤f)所述时效的温度为170摄氏度,时效时间7小时。
进一步,步骤(5)所述凝固的温度为18-30摄氏度。
进一步,步骤(5)所述将高出薄壁零件表面的石蜡加工至高出薄壁零件表面的高度为0.02mm。
本发明的积极效果:本发明所述航天航空薄壁零件的加工方法通过在薄壁零件的内腔中填充石蜡实现对薄壁零件的外底部的精加工,从而提高薄壁零件加工的精度和表面质量合格率。
附图说明
图1为实施例1所述航天航空薄壁零件的结构示意图;
图2为实施例1所述航天航空薄壁零件的内腔结构示意图;
图3为实施例1所述航天航空薄壁零件的A-A剖面图;
图中,1航天航空薄壁零件的外底部,2航天航空薄壁零件的内腔部分,3长边,4短边,a为1mm,b为2mm。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
为了防止零件加工时变形,震刀造成零件表面粗糙度或部分尺寸不符合图纸要求,经过多次尝试加工,本发明提供一种航天航空薄壁零件的加工方法。
实施例1
上述航天航空薄壁零件的加工方法,具体按照如下步骤进行:
(1)粗加工过程:
a)在加工中心,用平口钳装夹铝板,加工正面,铝板的正面形成薄壁零件的内腔部分,尺寸给精加工留余量;后续工序还要进行时效热处理,目的是让加工零件的材料应力尽快释放,防止精加工时零件变形,达不到加工精度要求,所述铝板为2a12铝板,所述铝板的尺寸为500mm×300mm×50mm;
b)然后将步骤a)已经加工薄壁零件的内腔部分朝下放置在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,尺寸给精加工留余量,所述压板的尺寸为30mm×80mm;
c)将步骤b)已经加工外底部及两长边的薄壁零件用压板轻压两长边,去掉两短边压板,加工两短边,尺寸给精加工留余量;
d)将步骤c)已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件翻面,将已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件的外底部直接贴合工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,加工内腔,尺寸给精加工留余量,得到粗加工的薄壁零件;
(2)人工时效过程:
e)将步骤(1)得到的粗加工的薄壁零件用清洗剂清洗并吹干净;
f)将步骤e)清洗干净的粗加工薄壁零件放入时效炉,关闭时效炉门,进行时效;所述时效的温度为170摄氏度,时效时间7小时;
(3)精加工内腔过程:
在加工中心,将步骤(2)得到的经时效后的粗加工的薄壁零件的外底部向下贴合在工作台面上,用压板轻压住两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,对薄壁零件的内腔进行精加工;
(4)石蜡填充过程:
将步骤(3)内腔精加工后的薄壁零件的内腔清洗干净,同时使用加热设备将固态石蜡加热至完全熔化,将熔化后的石蜡倒满薄壁零件的内腔;
(5)自然凝固过程:
将步骤(4)得到的已填充石蜡的薄壁零件放在干燥通风处,待石蜡完全凝固后,用飞刀将高出薄壁零件表面的石蜡加工至高出薄壁零件表面的高度为0.02mm,所述凝固的温度为25摄氏度;
(6)精加工外底部过程:
在加工中心,将步骤(5)得到的已填充石蜡的薄壁零件的石蜡面向下贴合在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,压紧两长边,去掉两短边压板,加工两短边;
(7)去除石蜡
将步骤(6)加工完成的薄壁零件的石蜡面向下放平,用温水浇筑薄壁零件的外底部,不浇筑石蜡面,待石蜡与薄壁零件的内腔接触面变软后去除石蜡,回收石蜡,待下次使用,得到目标产品薄壁零件见图1、图2和图3。
实施例2
上述航天航空薄壁零件的加工方法,具体按照如下步骤进行:
(1)粗加工过程:
a)在加工中心,用平口钳装夹铝板,加工正面,铝板的正面形成薄壁零件的内腔部分,尺寸给精加工留余量;后续工序还要进行时效热处理,目的是让加工零件的材料应力尽快释放,防止精加工时零件变形,达不到加工精度要求,所述铝板为2a12铝板,所述铝板的尺寸为500mm×300mm×50mm;
b)然后将步骤a)已经加工薄壁零件的内腔部分朝下放置在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,尺寸给精加工留余量,所述压板的尺寸为30mm×80mm;
c)将步骤b)已经加工外底部及两长边的薄壁零件用压板轻压两长边,去掉两短边压板,加工两短边,尺寸给精加工留余量;
d)将步骤c)已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件翻面,将已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件的外底部直接贴合工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,加工内腔,尺寸给精加工留余量,得到粗加工的薄壁零件;
(2)人工时效过程:
e)将步骤(1)得到的粗加工的薄壁零件用清洗剂清洗并吹干净;
f)将步骤e)清洗干净的粗加工薄壁零件放入时效炉,关闭时效炉门,进行时效;所述时效的温度为150摄氏度,时效时间9小时;
(3)精加工内腔过程:
在加工中心,将步骤(2)得到的经时效后的粗加工的薄壁零件的外底部向下贴合在工作台面上,用压板轻压住两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,对薄壁零件的内腔进行精加工;
(4)石蜡填充过程:
将步骤(3)内腔精加工后的薄壁零件的内腔清洗干净,同时使用加热设备将固态石蜡加热至完全熔化,将熔化后的石蜡倒满薄壁零件的内腔;
(5)自然凝固过程:
将步骤(4)得到的已填充石蜡的薄壁零件放在干燥通风处,待石蜡完全凝固后,用飞刀将高出薄壁零件表面的石蜡加工至高出薄壁零件表面的高度为0.01mm,所述凝固的温度为18摄氏度;
(6)精加工外底部过程:
在加工中心,将步骤(5)得到的已填充石蜡的薄壁零件的石蜡面向下贴合在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,压紧两长边,去掉两短边压板,加工两短边;
(7)去除石蜡
将步骤(6)加工完成的薄壁零件的石蜡面向下放平,用温水浇筑薄壁零件的外底部,不浇筑石蜡面,待石蜡与薄壁零件的内腔接触面变软后去除石蜡,回收石蜡,待下次使用,得到目标产品薄壁零件。
实施例3
上述航天航空薄壁零件的加工方法,具体按照如下步骤进行:
(1)粗加工过程:
a)在加工中心,用平口钳装夹铝板,加工正面,铝板的正面形成薄壁零件的内腔部分,尺寸给精加工留余量;后续工序还要进行时效热处理,目的是让加工零件的材料应力尽快释放,防止精加工时零件变形,达不到加工精度要求,所述铝板为2a12铝板,所述铝板的尺寸为500mm×300mm×50mm;
b)然后将步骤a)已经加工薄壁零件的内腔部分朝下放置在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,尺寸给精加工留余量,所述压板的尺寸为30mm×80mm;
c)将步骤b)已经加工外底部及两长边的薄壁零件用压板轻压两长边,去掉两短边压板,加工两短边,尺寸给精加工留余量;
d)将步骤c)已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件翻面,将已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件的外底部直接贴合工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,加工内腔,尺寸给精加工留余量,得到粗加工的薄壁零件;
(2)人工时效过程:
e)将步骤(1)得到的粗加工的薄壁零件用清洗剂清洗并吹干净;
f)将步骤e)清洗干净的粗加工薄壁零件放入时效炉,关闭时效炉门,进行时效;所述时效的温度为190摄氏度,时效时间5小时;
(3)精加工内腔过程:
在加工中心,将步骤(2)得到的经时效后的粗加工的薄壁零件的外底部向下贴合在工作台面上,用压板轻压住两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,对薄壁零件的内腔进行精加工;
(4)石蜡填充过程:
将步骤(3)内腔精加工后的薄壁零件的内腔清洗干净,同时使用加热设备将固态石蜡加热至完全熔化,将熔化后的石蜡倒满薄壁零件的内腔;
(5)自然凝固过程:
将步骤(4)得到的已填充石蜡的薄壁零件放在干燥通风处,待石蜡完全凝固后,用飞刀将高出薄壁零件表面的石蜡加工至高出薄壁零件表面的高度为0.05mm,所述凝固的温度为30摄氏度;
(6)精加工外底部过程:
在加工中心,将步骤(5)得到的已填充石蜡的薄壁零件的石蜡面向下贴合在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边小于0.02mm,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,压紧两长边,去掉两短边压板,加工两短边;
(7)去除石蜡
将步骤(6)加工完成的薄壁零件的石蜡面向下放平,用温水浇筑薄壁零件的外底部,不浇筑石蜡面,待石蜡与薄壁零件的内腔接触面变软后去除石蜡,回收石蜡,待下次使用,得到目标产品薄壁零件。
本发明所述航天航空薄壁零件的加工方法通过在薄壁零件的内腔中填充石蜡实现对薄壁零件的外底部的精加工,从而提高薄壁零件加工的精度和表面质量合格率。
本发明所述航天航空薄壁零件的加工方法已经实施,并应用在申请人所生产的航天航空薄壁零件加工中。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作出的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以作出若干简单推演或替换,都应该视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种航天航空薄壁零件的加工方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)粗加工过程:
在加工中心,先加工铝板的正面,铝板的正面形成薄壁零件的内腔部分,然后加工薄壁零件的外底部、两长边、两短边及内腔,尺寸给精加工留余量,得到粗加工的薄壁零件;
(2)人工时效过程:
将步骤(1)得到的粗加工的薄壁零件清洗并吹干净后,放入时效炉进行时效;
(3)精加工内腔过程:
在加工中心,对步骤(2)得到的经时效后的粗加工的薄壁零件的内腔部分进行精加工;
(4)石蜡填充过程:
将步骤(3)内腔精加工后的薄壁零件的内腔部分清洗干净,同时将固态石蜡加热至完全熔化,将熔化后的石蜡倒满薄壁零件的内腔部分;
(5)自然凝固过程:
待步骤(4)得到的薄壁零件内腔中的石蜡完全凝固后,用飞刀将高出薄壁零件表面的石蜡加工至高出薄壁零件表面的高度为0.01mm-0.05mm;
(6)精加工外底部过程:
在加工中心,加工步骤(5)得到的已填充石蜡的薄壁零件的外底部、两长边及两短边;
(7)去除石蜡
将步骤(6)加工完成的薄壁零件的石蜡面向下放平,用温水浇筑,待石蜡与薄壁零件的内腔接触面变软后去除石蜡,回收石蜡,待下次使用,得到目标产品薄壁零件。
2.根据权利要求1所述航天航空薄壁零件的加工方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)粗加工过程:
a)在加工中心,用平口钳装夹铝板,加工正面,铝板的正面形成薄壁零件的内腔部分,尺寸给精加工留余量;
b)然后将步骤a)已经加工薄壁零件的内腔部分朝下放置在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,尺寸给精加工留余量;
c)将步骤b)已经加工外底部及两长边的薄壁零件用压板轻压两长边,去掉两短边压板,加工两短边,尺寸给精加工留余量;
d)将步骤c)已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件翻面,将已经加工外底部、两长边及两短边的薄壁零件的外底部直接贴合工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边,锁紧压板螺丝,加工内腔,尺寸给精加工留余量,得到粗加工的薄壁零件;
(2)人工时效过程:
e)将步骤(1)得到的粗加工的薄壁零件用清洗剂清洗并吹干净;
f)将步骤e)清洗干净的粗加工薄壁零件放入时效炉,关闭时效炉门,进行时效;
(3)精加工内腔过程:
在加工中心,将步骤(2)得到的经时效后的粗加工的薄壁零件的外底部向下贴合在工作台面上,用压板轻压住两短边,校表长边,锁紧压板螺丝,对薄壁零件的内腔进行精加工;
(4)石蜡填充过程:
将步骤(3)内腔精加工后的薄壁零件的内腔清洗干净,同时使用加热设备将固态石蜡加热至完全熔化,将熔化后的石蜡倒满薄壁零件的内腔;
(5)自然凝固过程:
将步骤(4)得到的已填充石蜡的薄壁零件放在干燥通风处,待石蜡完全凝固后,用飞刀将高出薄壁零件表面的石蜡加工至高出薄壁零件表面的高度为0.01mm-0.05mm;
(6)精加工外底部过程:
在加工中心,将步骤(5)得到的已填充石蜡的薄壁零件的石蜡面向下贴合在工作台面上,用压板轻压两短边,校表长边,锁紧压板螺丝,加工薄壁零件的外底部及两长边,压紧两长边,去掉两短边压板,加工两短边;
(7)去除石蜡
将步骤(6)加工完成的薄壁零件的石蜡面向下放平,用温水浇筑薄壁零件的外底部,不浇筑石蜡面,待石蜡与薄壁零件的内腔接触面变软后去除石蜡,回收石蜡,待下次使用,得到目标产品薄壁零件。
3.根据权利要求1所述航天航空薄壁零件的加工方法,其特征在于:所述铝板为2a12铝板,所述铝板的尺寸为500mm×300mm×50mm。
4.根据权利要求2所述航天航空薄壁零件的加工方法,其特征在于:所述压板的尺寸为30mm×80mm。
5.根据权利要求2所述航天航空薄壁零件的加工方法,其特征在于:步骤b)、步骤d)、步骤(3)和步骤(6)所述校表长边小于0.02mm。
6.根据权利要求2所述航天航空薄壁零件的加工方法,其特征在于:步骤f)所述时效的温度为150-190摄氏度,时效时间5-9小时。
7.根据权利要求2所述航天航空薄壁零件的加工方法,其特征在于:步骤f)所述时效的温度为170摄氏度,时效时间7小时。
8.根据权利要求2所述航天航空薄壁零件的加工方法,其特征在于:步骤(5)所述凝固的温度为18-30摄氏度。
9.根据权利要求2所述航天航空薄壁零件的加工方法,其特征在于:步骤(5)所述将高出薄壁零件表面的石蜡加工至高出薄壁零件表面的高度为0.02mm。
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