CN110757094B - 一种筒形阶梯薄壁件零件的车削方法 - Google Patents

一种筒形阶梯薄壁件零件的车削方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种筒形阶梯薄壁零件的车削方法，该方法在粗加工时预留外圆环槽和内孔台阶，然后再夹持小外圆时精镗大孔、精车大外圆，夹持大外圆时精镗小孔、精车小外圆，并利用泡棉胶、高密度泡沫块等材料在筒形阶梯薄壁零件的车削时起到缓震效果，既能利用预留的外圆环槽及内孔台阶提前释放应力，又能减小精加工一端时对另一端尺寸精度的影响，从而达到减小零件变形，提高尺寸精度，且属较经济型发明，适合新产品小批量生产。

Description

一种筒形阶梯薄壁件零件的车削方法
技术领域
本发明属于机械加工工艺技术领域，具体涉及一种筒形阶梯薄壁零件的车削方法。
背景技术
我国制造业正迅猛发展，高精度薄壁零件需求越来越大，由于此类零件具有刚性差、质量轻、尺寸精度要求高、加工时极易变形的特点，且薄壁上可能存在多处减轻孔，刚性更差，导致精加工时极易振刀，零件表面质量得不到有效的控制，产品不合格率高，甚至影响装配件的精度。
目前，为了克服此类零件加工易变形、振动等问题，大部分生产厂家仅在夹具上作出改进，例如做一些减震装置及芯轴之类的工装，但是往往加工完成后将工装取下，零件会释放部分应力，又将出现变形，导致零件不能满足工程图样的要求。
发明内容
为了克服现有的筒形阶梯薄壁零件的车削加工存在的加工易变形、振动等不足，本发明旨在提供一种筒形阶梯薄壁零件的车削方法，该方法能使零件提前释放应力，减小零件变形，提高尺寸精度。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种筒形阶梯薄壁零件的车削方法，该车削方法用于对筒形阶梯薄壁零件的加工制造，所述筒形阶梯薄壁零件的精度要求为：外圆与内孔同轴度为Φ0.05mm，壁厚为2mm；所述筒形阶梯薄壁零件的形位公差要求为：外圆为8级公差、内孔为7级公差；该车削方法具体包括以下步骤：
S1、粗加工时在外圆阶梯处切外圆环槽
对毛坯进行粗加工，将总长L加工至成品尺寸，夹持毛坯外圆的一端，在另一端粗车小外圆、小外圆直径ΦC留5～10mm余量供精加工夹持；
粗镗小孔，小孔直径ΦD预留单边余量，在内孔阶梯处预留内孔台阶，内孔台阶段直径与小孔直径ΦD的最终尺寸差值为0.6mm～1mm，并在外圆阶梯处切外圆环槽；外圆环槽直径ΦE与小外圆直径ΦC的最终尺寸差值为0.6mm～1mm；
夹持小外圆ΦC，粗车大外圆、粗镗大孔，大外圆直径ΦA、大孔直径ΦB均预留单边余量，大孔长度L1、大外圆长度L2均预留余量。
S2、夹持小外圆精镗大孔
夹持小外圆ΦC的预留外圆，在大外圆ΦA预留外圆表面缠绕减震材料，精镗大孔ΦB及大孔长度L1至成品尺寸；
S3、夹持小外圆精车大外圆
夹持小外圆ΦC的预留外圆，保证大孔ΦB的内孔跳动不大于0.03mm，在大孔ΦB内塞入一个过盈配合尺寸的高密度泡沫块，精车大外圆ΦA至成品尺寸；
S4、夹持大外圆精镗小孔
夹持大外圆ΦA，在ΦB内孔塞入一个间隙配合尺寸的堵头，保证配合间隙小于0.05mm，且ΦB内孔跳动不大于0.03mm，精镗小孔直径ΦD至成品尺寸；
S5、夹持大外圆精车小外圆
夹持大外圆ΦA，小孔ΦD内塞入一个过盈配合尺寸的高密度泡沫块，精车小外圆ΦC至成品尺寸，并确定小外圆ΦC的长度，使大外圆长度L2至成品尺寸。
该车削方法的特征在于将毛坯粗加工至预留半成品时：外圆阶梯处切环槽，内孔阶梯处预留内孔台阶；在精加工时：辅以减震材料或金属堵头以配合，此方法保证了外圆与内孔的同轴度及公差精度要求。
优选的，所述大外圆ΦA单边余量为0.3～0.5mm、大孔ΦB单边余量为0.3～0.5mm。
优选的，所述小孔ΦD的台阶处单边余量为0.3～0.5mm、孔口处单边余量为1～2mm。
优选的，所述大孔长度L1预留余量0.3～0.5mm、大外圆长度L2预留余量0.3～0.5mm。
优选的，所述高密度泡沫块的压缩量控制在控制在0.3～0.5mm。
优选的，所述减震材料为泡棉胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够在筒形阶梯薄壁零件的车削时起到缓震效果，既能利用预留的外圆环槽及内孔台阶提前释放应力，又能减小精加工一端时对另一端尺寸精度的影响，从而达到减小零件变形，提高尺寸精度，且属较经济型发明，适合新产品小批量生产。
附图说明
图1是本发明筒形阶梯薄壁零件的结构示意图；
图2是本发明筒形阶梯薄壁零件的工程图；
图3是本发明粗加工时的半成品示意图；
图4是本发明精镗大孔时装夹示意图；
图5为本发明精车大外圆时装夹示意图；
图6为本发明精镗小孔时装夹示意图；
图7为本发明精车小外圆装夹示意图；
图8为本发明实施例的筒形阶梯薄壁零件的工程图；
图9为本发明实施例的粗加工时的半成品示意图。
在图中
1-小外圆；2-小孔；3-外圆环槽；4-内孔台阶；5-大外圆；6-大孔；
7-三爪卡盘；8-泡棉胶； 9-高密度泡沫块；10-堵头。
具体实施方式
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
一种筒形阶梯薄壁零件的车削方法，该车削方法用于对筒形阶梯薄壁零件的加工制造，所述筒形阶梯薄壁零件的结构示意图如图1所示，包括小外圆1、小孔2、大外圆5、大孔6，在粗加工时预留半成品，包括外圆环槽3、内孔台阶4。所述筒形阶梯薄壁零件的精度要求如图2所示：外圆与内孔同轴度为Φ0.05mm，壁厚为2mm；所述筒形阶梯薄壁零件的形位公差要求为：外圆为8级公差、内孔为7级公差。
该车削方法具体包括以下步骤：
S1、粗加工时在外圆阶梯处切外圆环槽
对毛坯进行粗加工，如图3所示，将总长L加工至成品尺寸，夹持毛坯外圆的一端，在另一端粗车小外圆1、小外圆直径ΦC留5～10mm余量供精加工夹持；
粗镗小孔2，小孔直径ΦD预留单边余量1～2mm，在内孔阶梯处预留内孔台阶4，内孔台阶段直径与小孔直径ΦD的最终尺寸差值为0.6mm～1mm，并在外圆阶梯处切外圆环槽3；外圆环槽直径ΦE与小外圆直径ΦC的最终尺寸差值为0.6mm～1mm；
夹持小外圆ΦC，粗车大外圆5，大外圆ΦA预留单边余量0.3～0.5mm，粗镗大孔6，大孔ΦB预留单边余量0.3～0.5mm，大孔长度L1预留余量0.3～0.5mm、大外圆长度L2预留余量0.3～0.5mm。
S2、夹持小外圆精镗大孔
如图4所示，夹持小外圆ΦC的预留外圆，在大外圆ΦA预留外圆表面缠绕泡棉胶8，精镗大孔ΦB及大孔长度L1至成品尺寸。
S3、夹持小外圆精车大外圆
如图5所示，夹持小外圆ΦC的预留外圆，保证大孔ΦB的内孔跳动不大于0.03mm，在大孔ΦB内塞入一个过盈配合尺寸的高密度泡沫块9，高密度泡沫块的压缩量控制在0.3～0.5mm，精车大外圆ΦA至成品尺寸。
S4、夹持大外圆精镗小孔
如图6所示，夹持大外圆ΦA，在ΦB内孔塞入一个间隙配合尺寸的堵头，保证配合间隙小于0.05mm，且ΦB内孔跳动不大于0.03mm，精镗小孔直径ΦD至成品尺寸。
S5、夹持大外圆精车小外圆
如图7所示，夹持大外圆ΦA，小孔ΦD内塞入一个过盈配合尺寸的高密度泡沫块9，高密度泡沫块的压缩量控制在0.3～0.5mm。精车小外圆ΦC至成品尺寸，并确定小外圆ΦC的长度，使大外圆长度L2至成品尺寸。
该车削方法的特征在于将毛坯粗加工至预留半成品时：外圆阶梯处切环槽，内孔阶梯处预留内孔台阶；在精加工时：辅以减震材料或金属堵头10以配合，此方法保证了外圆与内孔的同轴度及公差精度要求。
本发明能够在筒形阶梯薄壁零件的车削时起到缓震效果，既能利用预留的外圆环槽及内孔台阶提前释放应力，又能减小精加工一端时对另一端尺寸精度的影响，从而达到减小零件变形，提高尺寸精度，且属较经济型发明，适合新产品小批量生产。
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图8所示为本发明筒形阶梯薄壁零件的优选实施例的结构示意图，该零件壁厚最薄处为1.5mm，长度为220mm，毛坯为Φ150×215mm棒料，材料为15-5PH。
结合图2和图3，一种筒形阶梯薄壁零件的车削方法，其特征在于采用以下步骤依次进行：
（1）粗加工：将毛坯棒料粗加工至图2所示外形，总长210mm此时加工至成品尺寸，外圆阶梯处切外圆环槽（环槽直径为Φ122.94+（0.6～1mm））、内孔阶梯处车两段台阶后预留管状半成品，所述半成品包括长度L1单边0.3～0.5mm余量、L2单边0.3～0.5mm余量、直径ΦC留 5～10mm余量、ΦD台阶处单边余量为0.3～0.5mm，孔口处单边余量为1～2mm，ΦA及ΦB单边余量0.3～0.5mm；
（2）精加工：夹持Φ132外圆，Φ143.64预留外圆表面缠绕泡棉胶，精镗直径Φ139.05H7及长度176±0.1至成品尺寸；
（3）夹持Φ132预留外圆，保证Φ139.05mm内孔跳动不大于0.03mm，
Φ139.05H7内孔塞入一个配合尺寸的高密度泡沫块，精车直径Φ143.05f8至成品尺寸；
（4）夹持143.05f8外圆，Φ139.05H7内孔塞入一个配合尺寸的堵头，保证配合间隙小于0.05mm，保证ΦΦ139.05H7内孔跳动不大于0.03mm，精镗直径Φ119H7至成品尺寸
（5）夹持Φ143.05f8外圆，Φ139.05H7内孔塞入一个配合尺寸的堵头，保证配合间隙小于0.05mm，保证Φ139.05H7内孔跳动不大于0.03mm，Φ119H7内孔塞入一个过盈配合尺寸的高密度泡沫块，精车直径Φ122.95f8至成品尺寸；
所述的薄壁零件加工后能够满足优选实施例尺寸及形位公差要求。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种筒形阶梯薄壁零件的车削方法，该车削方法用于对筒形阶梯薄壁零件的加工制造，所述筒形阶梯薄壁零件的精度要求为：外圆与内孔同轴度为Φ0.05mm，壁厚为2mm；所述筒形阶梯薄壁零件的形位公差要求为：外圆为8级公差、内孔为7级公差；该车削方法具体包括以下步骤：
S1、粗加工时在外圆阶梯处切外圆环槽
对毛坯进行粗加工，将总长L加工至成品尺寸，夹持毛坯外圆的一端，在另一端粗车小外圆（1）、小外圆直径ΦC留5～10mm余量供精加工夹持；
粗镗小孔（2），小孔直径ΦD预留单边余量，在内孔阶梯处预留内孔台阶（4），内孔台阶段直径与小孔直径ΦD的最终尺寸差值为0.6mm～1mm，并在外圆阶梯处切外圆环槽（3）；外圆环槽直径ΦE与小外圆直径ΦC的最终尺寸差值为0.6mm～1mm；
夹持小外圆ΦC，粗车大外圆（5）、粗镗大孔（6），大外圆直径ΦA、大孔直径ΦB均预留单边余量，大孔长度L1、大外圆长度L2均预留余量；
S2、夹持小外圆精镗大孔
夹持小外圆ΦC的预留外圆，在大外圆ΦA预留外圆表面缠绕减震材料，精镗大孔ΦB及大孔长度L1至成品尺寸；
S3、夹持小外圆精车大外圆
夹持小外圆ΦC的预留外圆，保证大孔ΦB的内孔跳动不大于0.03mm，在大孔ΦB内塞入一个过盈配合尺寸的高密度泡沫块（9），精车大外圆ΦA至成品尺寸；
S4、夹持大外圆精镗小孔
夹持大外圆ΦA，在ΦB内孔塞入一个间隙配合尺寸的堵头（10），保证配合间隙小于0.05mm，且ΦB内孔跳动不大于0.03mm，精镗小孔ΦD至成品尺寸；
S5、夹持大外圆精车小外圆
夹持大外圆ΦA，小孔ΦD内塞入一个过盈配合尺寸的高密度泡沫块（9），精车小外圆ΦC至成品尺寸，并确定小外圆ΦC的长度，使大外圆长度L2至成品尺寸。
2.根据权利要求1所述的筒形阶梯薄壁零件的车削方法，其特征在于，所述大外圆ΦA单边余量为0.3～0.5mm、大孔ΦB单边余量为0.3～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的筒形阶梯薄壁零件的车削方法，其特征在于，所述小孔ΦD的台阶处单边余量为0.3～0.5mm、孔口处单边余量为1～2mm。
4.根据权利要求1所述的筒形阶梯薄壁零件的车削方法，其特征在于，所述大孔长度L1预留余量0.3～0.5mm、大外圆长度L2预留余量0.3～0.5mm。
5.根据权利要求1所述的筒形阶梯薄壁零件的车削方法，其特征在于，所述高密度泡沫块（9）的压缩量控制在0.3～0.5mm。
6.根据权利要求1~5任一所述的筒形阶梯薄壁零件的车削方法，其特征在于，所述减震材料为泡棉胶（8）。
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