CN109531244A - 一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法 - Google Patents

一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法 Download PDF

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钟涵
何天意
李东奇
孙继平
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Abstract

本发明公开了一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法，包括粗加工、半精加工、精加工步骤，所述粗加工步骤中，均匀去除余量，降低毛坯中应力；所述精加工步骤中，当精加工零件内形面时，采用螺纹软爪工装装夹零件，零件外部贴合减振工装；所述螺纹软爪工装包括固连的三爪自定心卡盘和螺纹软爪；所述减振工装包括减振部、设于减振部上的连接部和设于减振部一侧的非金属贴层。本发明针对薄壁长悬臂零件，通过设计夹持工装、减振工装，安排粗加工、半精加工、去应力时效结合的特点，同时优化了切削参数，零件生产效率与质量得到了提高。

Description

一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法
技术领域
本发明机械加工领域，特别涉及一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法。
背景技术
钛合金是一种被广泛运用在航空航天领域的重要材料，具有良好的高低温特性，结构强度及耐腐蚀能力。在机械制造过程中，钛合金导热率小，热传量递性能低，因此，加工钛合金材料难度高。
当前在钛合金类零件的加工中，刀具磨损严重，加工效率不高，零件表面难以保证高精度要求。薄壁长悬臂零件作为航天领域的重要零件，对其生产加工进行优化具有重要意义。
目前，薄壁长悬臂壳体结构的钛合金零件生产，技术难点在变形、振动的控制；长悬臂、薄壁结构的车削加工刚性很差、强度不够，在生产过程中，常见的尺寸超差包括了零件在装夹产生的应力；钛合金的残余应力大、加工产生的热传导效能低，加工过程的热对零件造成变形，长悬臂结构刚性差，零件发生振动带来超差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法。
为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法，包括粗加工、半精加工、精加工步骤，所述粗加工步骤中，均匀去除余量，降低毛坯中应力；所述精加工步骤中，当精加工零件内形面时，采用螺纹软爪工装装夹零件，零件外部贴合减振工装；
所述螺纹软爪工装包括固连的三爪自定心卡盘和螺纹软爪；螺纹软爪左端与车床装卡，右端采用端面定位装夹零件，通过打表找正A端端面，验证了装夹精度满足要求。三爪自定心卡盘具有自定心精度较高，零件拆装、找正操作方便等优点。螺纹软爪既发挥了软爪装夹应力小，使用操作方便，又利用了螺纹胎高定位精度的优势。
所述减振工装包括减振部、设于减振部上的连接部和设于减振部一侧的非金属贴层。工装分为对称两半，通过中间螺栓连接；减振工装内面粘贴非金属橡胶贴层与薄壁零件中间段外表面进行贴合，通过此种连接方式，零件装夹连接稳固，满足加工刚性需求。
当零件精加工内形面时，运用螺纹软爪装夹零件，零件外部贴合减振工装，工装设有贴层，保护了零件与工装的接触不碰伤。减振工装与非金属的贴层，增加了中间段厚度，从而增强了刚性和转动平衡性，降低了刀具切削振动与零件变形提高了零件的表面质量。
作为优选方式，所述半精加工步骤中，还包括热处理去应力时效。
作为优选方式，所述非金属贴层为橡胶贴层。
作为优选方式，所述连接部为连接螺栓。
作为优选方式，所述精加工步骤中，控制切削转速120-130r/min，切深0.3mm。
本发明具有以下优点：
本发明针对薄壁长悬臂零件，通过设计夹持工装、减振工装，安排粗加工、半精加工、去应力时效结合的特点，同时优化了切削参数，零件生产效率与质量得到了提高。
附图说明
图1是待加工零件的结构示意图。
图2是螺纹软爪工装的结构示意图。
图3是减振工装的结构示意图。
图4是螺纹软爪工装的工作状态示意图。
图5是减振工装的工作状态示意图。
附图标记：1是零件，2是非金属贴层，3是减振工装，4螺纹软爪工装，5是螺栓。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：待加工零件(如图1所示)，三爪找正零件A端外圆，找正零件内孔区域，跳动量0.1，粗加工零件内孔及外圆，粗加工零件单边2mm余量；零件长度大，粗加工左右两端采用两端装夹的方式。掉头装夹零件B端，粗加工零件单边2mm余量；热处理去应力时效，消除粗加工机加应力；利用螺纹软爪(如图2所示)装夹零件，半精车零件内外形，单边1mm余量；热处理去应力时效，消除半精加工机加应力；零件连接螺纹软爪与减振工装(如图3所示)，精加工零件A、B两端与中间薄壁层，减少零件机加应力变形和装夹变形，提高切削效率，切削转速120r/min，切深0.3mm；
该类型薄壁零件，常用于结构连接，A端外圆、B端外圆含有外螺纹，提供螺纹软爪工装能够有效解决装夹难点
经过计量检测的结果，零件的各部位尺寸符合要求，工装的使用降低了零件变形，提高了加工效率。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法，包括粗加工、半精加工、精加工步骤，其特征在于：
所述粗加工步骤中，均匀去除余量，热处理降低毛坯中应力；
所述精加工步骤中，当精加工零件内形面时，采用螺纹软爪工装装夹零件，零件外部贴合减振工装，精加工零件两端与中间薄壁层；
所述螺纹软爪工装包括固连的三爪自定心卡盘和螺纹软爪；
所述减振工装包括减振部、设于减振部上的连接部和设于减振部一侧的非金属贴层。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法，其特征在于：所述半精加工步骤中，还包括热处理去应力时效。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法，其特征在于：所述非金属贴层为橡胶贴层。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法，其特征在于：所述减振工装的连接部为连接螺栓。
5.根据权利要求1所述的一种薄壁长悬臂零件的减振加工方法，其特征在于：所述精加工步骤中，控制切削转速120-130r/min，切深0.3mm。
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