CN110877189B - 一种大型高精度反应盘加工工艺及其使用的压板夹具 - Google Patents

一种大型高精度反应盘加工工艺及其使用的压板夹具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大型高精度反应盘加工工艺及其使用的压板夹具。工艺包括以下步骤：S01将方料铣成圆盘状工件；S02将圆盘状工件两面铣内、外圆及台阶、齿形槽；水平方向方槽预加工两个工艺孔；S03钻方槽线孔；S04工件200‑250℃，烤8‑10小时；S05修整工件，控制平面度和平行度；铣内、外圆及台阶面；铣环槽、齿形台阶；S06攻螺纹，螺纹孔倒角；S07工件200‑250℃，烤5‑7小时；S08修整工件，控制平面度和平行度；S09定位装夹；线割方槽；工艺孔扩孔，定位装夹；精修方槽；S10工件表面修正，以螺纹孔定位装夹；两面铣内、外圆及台阶、齿形槽；工件表面再次修正，控制平面度和平行度。

Description

一种大型高精度反应盘加工工艺及其使用的压板夹具
技术领域
本发明涉及反应盘加工的技术领域，尤其涉及一种大型高精度反应盘加工工艺及其使用的压板夹具。
背景技术
随着社会的发展，很多产业批量化程度越来越高，智能化、自动化程度越来越高，生物化学领域的很多测试也渐渐实现了批量测试。
分光光度法测试作为生物化学领域一个非常常规且必要的测试，也是对批量化测试提出了更高的要求。如图1所示，图中为模块化生化检测系统的反应盘，结合图2，反应盘上开设有很多用于放置比色皿的放置槽01。通过反应盘，能够放置很多比色皿，并通过仪器进行批量化测试，大大提高了生产效率。
由于在测试过程中要对吸光度或透光率进行分析，因此比色皿放置的垂直度和与地面的平行程度要求非常高，否则就会给测试带来比较大的误差，进而可能会影响后期的分析或诊断，甚至还可能会延误治疗。反应盘的体积又比较大，对加工工艺的要求非常高，按照目前的加工工艺很难达到标准，即便勉强达到了，成品率也非常低，造成了很大的浪费。
发明内容
本发明的目的一是提供一种大型高精度反应盘加工工艺，生产的反应盘精度更高，完全达到测试标准，而且成品率还很高。
本发明的目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种大型高精度反应盘加工工艺，包括以下步骤：
S01 将方料铣成圆盘状工件，整体厚度保有加工余量；
S02 通过压板装夹，将圆盘状工件两面铣内、外圆及台阶、齿形槽，并保留加工余量；水平方向方槽预加工两个工艺孔，加工完成后整体厚度仍保有加工余量；
S03 钻方槽线孔；
S04 时效处理，将工件放置于烤箱，升温至200-250℃，烘烤8-10小时后随炉冷却，以去除工件内应力；
S05 将去应力后的工件修整，并保有余量，控制平面度和平行度；铣内、外圆及台阶面，保有加工余量；预加工螺纹孔；工艺孔进行扩孔；铣环槽、齿形台阶，保有加工余量；
S06 攻螺纹，给螺纹孔倒角；
S07 二次时效处理，将工件放置于烤箱，升温至200-250℃，烘烤5-7小时后随炉冷却，以去除工件内应力；
S08 将去应力后的工件修整，并保有余量，控制平面度和平行度；
S09 以工艺孔定位装夹，辅助插销定位，调整夹具使工件上表面保持水平；线割方槽，保有余量；对工艺孔进行扩孔，再以扩孔后的工艺孔定位装夹；线割方槽，进行精修；
S10 对工件表面进行修正，保有余量，以螺纹孔定位装夹；两面铣内、外圆及台阶、齿形槽；对工件表面再次修正，控制平面度和平行度。
通过采用上述技术方案，步骤S03钻方槽线孔后，工件有一定的变形，时效处理后的工件的内应力部分释放，在200-250℃的加热条件下保持8-10小时，能够确保零部件的内应力是逐级自外向内消除，在消除的过程中，较深的位置处的内应力不影响外表面的加工，而工件同时又保持一定的表面内应力，后续铣内、外圆及台阶面等工序过程中，工件不容易出现裂痕。
为了保证线割方槽过程中方槽的竖直度和平整度，又进行了二次时效处理，进一步慢慢的消除工件的应力，方槽的竖直度大大提高。整个加工过程中都非常的严谨，从开始保有余量一步步精修，最后得到的产品平面度、平行度也非常好，完全可以达到试验过程中的测试要求，成品率高达95%以上。
本发明进一步设置为：步骤S04 时效处理中，升温至200-220℃，烘烤10小时；步骤S07 二次时效处理中，升温至200-220℃，烘烤6小时。
通过采用上述技术方案，经测试发现，时效处理过程中温度控制在200-220℃对应力的改变最好，加工过程更容易控制，加工精度又进一步得到提升。
本发明进一步设置为：步骤S09线割方槽，进行精修后三次元检测中心距偏差应小于±0.03，位置度偏差小于±0.05；若中心距检测值偏差超出±0.25时后续加工工件时向中差值作补偿。
通过采用上述技术方案，步骤S09的测试能够及时避免一些过大的偏差，使工件成品精度更高，成品率也更高。
本发明进一步设置为：步骤02中使用的压板夹具包括预定位件和夹紧件，预定位件上设有第一斜面，夹紧件设有第二斜面，使用状态时第一斜面和第二斜面相互贴合；使用时先将预定位件先安装在平台上，将工件放置在预设位置，将夹紧件放置在预定位件上，给夹紧件向下的力，夹紧件向着工件运动，将工件夹紧。
通过采用上述技术方案，压板夹具将反应盘牢牢压紧，才能够更好的保证在加工过程中反应盘不会晃动或错位，加工精度大大提高。
本发明进一步设置为：预定位件在第一斜面上开设第一螺纹槽；第一螺纹槽内螺纹连接有移动螺钉，夹紧件在第二斜面上开设限位孔；移动螺钉和限位孔轴向相对固定周向相对转动，旋转移动螺钉，移动螺钉在第一螺纹槽内上升或下降，带动夹紧件上升或下降。
通过采用上述技术方案，能够更方便的实现夹紧件的压紧或松开，操作方便快捷，利于提高加工效率，操作过程中也不容易对反应盘造成损坏。
本发明进一步设置为：压板夹具设置两个，且两个压板夹具的中心与工件圆心的连线夹角呈90°。
通过采用上述技术方案，既增加了压板夹具和反应盘的接触面积，压紧效果更好，反应盘加工过程中更不容易变形。
本发明的目的二是提供一种压板夹具， 能够很好的辅助加工工艺，使得整个加工工艺更加顺畅，最后工件成品精度更高。
本发明的目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种压板夹具，包括预定位件和夹紧件，预定位件上设有第一斜面，夹紧件设有第二斜面，使用状态时第一斜面和第二斜面相互贴合，第一斜面与工件底面成钝角，夹紧件远离第二斜面的一端与工件抵接。
通过采用上述技术方案，使用时先将预定位件先安装在平台上，将工件放置在预设位置，将夹紧件放置在预定位件上，给夹紧件向下的力，夹紧件向着工件运动，将工件夹紧，压板夹具将反应盘牢牢压紧，才能够更好的保证在加工过程中反应盘不会晃动或错位，加工精度大大提高。
本发明进一步设置为：预定位件在第一斜面上开设第一螺纹槽；第一螺纹槽内螺纹连接有移动螺钉，夹紧件在第二斜面上开设限位孔；移动螺钉和限位孔轴向相对固定周向相对转动，旋转移动螺钉，移动螺钉在第一螺纹槽内上升或下降，带动夹紧件上升或下降。
通过采用上述技术方案，能够更方便的实现夹紧件的压紧或松开，操作方便快捷，利于提高加工效率，操作过程中也不容易对反应盘造成损坏。
本发明进一步设置为：夹紧件用于抵接工件的一面为平面，所述平面上开设有横截面是V形的竖槽，竖槽的开口方向远离第二斜面。
通过采用上述技术方案，竖槽的设置使夹紧件与反应盘从一条线接触变为两条线接触，压紧效果更好。
本发明进一步设置为：夹紧件下端远离第二斜面的一面设置为预滑入面，预滑入面与平面的夹角大于180°。
通过采用上述技术方案，预滑入面使夹紧件能够更顺利的压紧反应盘，操作更加简单，不容易错位。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1. 步骤S03钻方槽线孔后，工件有一定的变形，时效处理后的工件的内应力部分释放，在200-250℃的加热条件下保持8-10小时，能够确保零部件的内应力是逐级自外向内消除，在消除的过程中，较深的位置处的内应力不影响外表面的加工，而工件同时又保持一定的表面内应力，后续铣内、外圆及台阶面等工序过程中，工件不容易出现裂痕。
为了保证线割方槽过程中方槽的竖直度和平整度，又进行了二次时效处理，进一步慢慢的消除工件的应力，方槽的竖直度大大提高。整个加工过程中都非常的严谨，从开始保有余量一步步精修，最后得到的产品平面度、平行度也非常好，完全可以达到试验过程中的测试要求，成品率高达95%以上。
2. 使用时先将预定位件先安装在平台上，将工件放置在预设位置，将夹紧件放置在预定位件上，给夹紧件向下的力，夹紧件向着工件运动，将工件夹紧，压板夹具将反应盘牢牢压紧，才能够更好的保证在加工过程中反应盘不会晃动或错位，加工精度大大提高。
附图说明
图1是反应盘的整体结构示意图；
图2是图1中A部的放大示意图；
图3是反应盘和夹持工装的结构示意图；
图4是图3中B部的放大示意图；
图5是压板夹具的细节结构示意图；
图6是反应盘背面的结构示意图；
图7是反应盘被第二夹具夹持的结构示意图；
图8是图7中C部的放大示意图。
图中，01、放置槽；
1、压板夹具；11、预定位件；111、第一斜面；112、第一螺纹槽；113、导向槽；12、夹紧件；121、第二斜面；122、限位孔；123、平面；124、竖槽；125、预滑入面；126、导向块；13、移动螺钉；2、反应盘；21、台阶；22、齿形槽；23、辅助插销孔；24、工艺孔；25、螺纹孔；26、方槽；3、第二夹具；4、支撑杆。
具体实施方式
以下结合附图3-8对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种压板夹具1，如图5所示，包括预定位件11和夹紧件12，预定位件11上设有第一斜面111，夹紧件12设有第二斜面121，结合图3和图4，使用状态时第一斜面111和第二斜面121相互贴合，第一斜面111与工件底面成钝角，优选为120-150°，夹紧件12远离第二斜面121的一端与工件抵接。使用时先将预定位件11先安装在平台上，将工件放置在预设位置，将夹紧件12放置在预定位件11上，给夹紧件12向下的力，夹紧件12向着工件运动，将工件夹紧，压板夹具1将反应盘2牢牢压紧，才能够更好的保证在加工过程中反应盘2不会晃动或错位，加工精度大大提高。
本实施例中优选的，预定位件11在第一斜面111上开设第一螺纹槽112；第一螺纹槽112内螺纹连接有移动螺钉13，夹紧件12在第二斜面121上开设限位孔122；移动螺钉13和限位孔122轴向相对固定周向相对转动，旋转移动螺钉13，移动螺钉13在第一螺纹槽112内上升或下降，带动夹紧件12上升或下降，能够更方便的实现夹紧件12的压紧或松开，操作方便快捷，利于提高加工效率，操作过程中也不容易对反应盘2造成损坏。
夹紧件12用于抵接工件的一面为平面123，所述平面123上开设有横截面是V形的竖槽124，竖槽124的开口方向远离第二斜面121。竖槽124的设置使夹紧件12与反应盘2从一条线接触变为两条线接触，压紧效果更好。
夹紧件12下端远离第二斜面121的一面设置为预滑入面125，预滑入面125与平面123的夹角大于180°，本实施例优选190-210°。预滑入面125有一定的预定位的作用，后期转动移动螺钉13更加顺利，也不容易发生错位。
如图3-5所示，预定位件11上还开设有截面是燕尾形的导向槽113，第一螺纹槽112与导向槽113连通，夹紧件12一体连接有滑动连接于导向槽113的导向块126，限位孔122开设在导向块126上。导向块126和导向槽113的相互配合，能够更准确的限定夹紧件12的运动方向，压紧效果更好。
实施例2
一种大型高精度反应盘加工工艺，包括以下步骤：
S01 将方料铣成圆盘状工件，整体厚度保有加工余量；
S02 如图3所示，通过压板夹具1装夹，将圆盘状工件两面铣内、外圆及台阶21、齿形槽22（如图6所示），并保留加工余量；水平方向方槽26预加工两个工艺孔24，加工完成后整体厚度仍保有加工余量；
S03 钻方槽26线孔；
S04 时效处理，将工件放置于烤箱，升温至200-250℃，烘烤8-10小时后随炉冷却，以去除工件内应力；
S05通过压板夹具1装夹，将去应力后的工件修整，并保有余量，控制平面度和平行度；铣内、外圆及台阶21面，保有加工余量；预加工螺纹孔25；工艺孔24进行扩孔；铣环槽、齿形台阶21，保有加工余量；
S06 攻螺纹，给螺纹孔25倒角；
S07 二次时效处理，将工件放置于烤箱，升温至200-250℃，烘烤5-7小时后随炉冷却，以去除工件内应力；
S08通过压板夹具1装夹，将去应力后的工件修整，并保有余量，控制平面度和平行度；
S09 如图7所示，以工艺孔24定位装夹，两个工艺孔24之间设有支撑杆4，支撑杆4的中心与反应盘2的中心重合，支撑杆4有很好的支撑作用，加工过程中反应盘2更不容易变形；本实施例选用第二夹具3，将反应盘2的周向四分之一的四个位置进行夹紧，再在辅助插销孔23内插入辅助插销进行定位，调整第二夹具3使工件上表面保持水平；线割方槽26，保有余量；对工艺孔24进行扩孔，再以扩孔后的工艺孔24定位装夹；线割方槽26，进行精修；
S10通过压板夹具1装夹，对工件表面进行修正，保有余量，以螺纹孔25定位装夹；两面铣内、外圆及台阶21、齿形槽22；对工件表面再次修正，控制平面度和平行度。
步骤S03钻方槽26线孔后，工件有一定的变形，时效处理后的工件的内应力部分释放，在200-250℃的加热条件下保持8-10小时，能够确保零部件的内应力是逐级自外向内消除，在消除的过程中，较深的位置处的内应力不影响外表面的加工，而工件同时又保持一定的表面内应力，后续铣内、外圆及台阶21面等工序过程中，工件不容易出现裂痕。
为了保证线割方槽26过程中方槽26的竖直度和平整度，又进行了二次时效处理，进一步慢慢的消除工件的应力，方槽26的竖直度大大提高。整个加工过程中都非常的严谨，从开始保有余量一步步精修，最后得到的产品平面度、平行度也非常好，完全可以达到试验过程中的测试要求，成品率高达95%以上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种大型高精度反应盘加工工艺，其特征是，包括以下步骤：
S01 将方料铣成圆盘状工件，整体厚度保有加工余量；
S02 通过压板夹具(1)装夹压紧圆盘状工件，将圆盘状工件两面铣内、外圆及台阶(21)、齿形槽(22)，并保留加工余量；水平方向预加工两个工艺孔(24)，加工完成后整体厚度仍保有加工余量；
S03 钻方槽线孔；
S04 时效处理，将工件放置于烤箱，升温至200-250℃，烘烤8-10小时后随炉冷却，以去除工件内应力；
S05 将去应力后的工件修整，并保有余量，控制平面度和平行度；铣内、外圆及台阶(21)面，保有加工余量；预加工螺纹孔(25)；工艺孔(24)进行扩孔；铣环槽、齿形台阶(21)，保有加工余量；
S06 攻螺纹，给螺纹孔(25)倒角；
S07 二次时效处理，将工件放置于烤箱，升温至200-250℃，烘烤5-7小时后随炉冷却，以去除工件内应力；
S08 将去应力后的工件修整，并保有余量，控制平面度和平行度；
S09以工艺孔(24)定位装夹，两个工艺孔(24)之间设有支撑杆(4)，将反应盘(2)的周向四分之一的四个位置进行夹紧，辅助插销定位，调整用于夹紧反应盘(2) 周向位置的第二夹具(3)使工件上表面保持水平；线割方槽，保有余量；对工艺孔(24)进行扩孔，再以扩孔后的工艺孔(24)定位装夹；线割方槽，进行精修；
S10 对工件表面进行修正，保有余量，以螺纹孔(25)定位装夹；两面铣内、外圆及台阶(21)、齿形槽(22)；对工件表面再次修正，控制平面度和平行度。
2.根据权利要求1所述的一种大型高精度反应盘加工工艺，其特征是，步骤S04 时效处理中，升温至200-220℃，烘烤10小时；步骤S07 二次时效处理中，升温至200-220℃，烘烤6小时。
3.根据权利要求1所述的一种大型高精度反应盘加工工艺，其特征是，步骤S09线割方槽，进行精修后三次元检测中心距偏差应小于±0.03mm，位置度偏差小于±0.05mm；若中心距检测值偏差超出±0.25mm时后续加工工件时向中差值作补偿。
4.根据权利要求1所述的一种大型高精度反应盘加工工艺，其特征是，步骤S02中使用的压板夹具(1)包括预定位件(11)和夹紧件(12)，预定位件(11)上设有第一斜面(111)，夹紧件(12)设有第二斜面(121)，使用状态时第一斜面(111)和第二斜面(121)相互贴合；使用时先将预定位件(11)先安装在平台上，将工件放置在预设位置，将夹紧件(12)放置在预定位件(11)上，给夹紧件(12)向下的力，夹紧件(12)向着工件运动，将工件夹紧。
5.根据权利要求4所述的一种大型高精度反应盘加工工艺，其特征是，预定位件(11)在第一斜面(111)上开设第一螺纹槽(112)；第一螺纹槽(112)内螺纹连接有移动螺钉(13)，夹紧件(12)在第二斜面(121)上开设限位孔(122)；移动螺钉(13)和限位孔(122)轴向相对固定周向相对转动，旋转移动螺钉(13)，移动螺钉(13)在第一螺纹槽(112)内上升或下降，带动夹紧件(12)上升或下降。
6.根据权利要求4所述的一种大型高精度反应盘加工工艺，其特征是，压板夹具(1)设置两个，且两个压板夹具(1)的中心与工件圆心的连线夹角呈90°。
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