CN111037367B - 一种用于高精密薄壁件精加工找正方法 - Google Patents

Abstract

一种用于高精密薄壁件精加工找正方法，在半精加工后，首先对零件变形形貌进行测量，并绘制出变形效果图，找出零件的轮廓凹凸点，判断加工过程中零件变形趋势，并在零件轮廓的凹凸点进行标记；精加工时，装夹零件后，采用千分表找正零件轮廓的凹凸点，使零件在机床上千分表所打出的凹凸点与零件在测量设备上所标记的凹凸点完全对应；使测量中心与机床的回转中心完全重合。此时，在高精密数控车床上，采用精加工刀具及适当的切削参数对零件的变形区域中的凹凸点进行加工，去除内孔中的凸点，保证零件的圆柱度满足设计文件要求。

Description

一种用于高精密薄壁件精加工找正方法

技术领域

本发明涉及一种零件找正方法，特别是一种用于高精密薄壁件精加工找正方法，可有效辨识出半精加工过程中因设备精度、装夹变形、切削变形所产生的偏差，结合零件变形情况，通过精加工保证精加工零件的形位公差满足文件要求。

背景技术

随着科学技术的不断提高，机械制造业向着高效率、高精度的方向发展，提高加工的效率和加工的质量，降低生产的成本是企业发展的重要目标。针对新技术、新工艺、新材料的科研不断深入，零件加工精度及加工效率控制要求也日益增长。

阀门是火箭发动机中的重要控制部件，其质量优劣直接影响到航天器的发射成败。每台阀门在火箭发动机工作中必须要保证在飞行环境中的可靠性和有效性，其中阀门中的关键部件机械加工质量对阀门的性能和功能起着确定作用。

由于阀门中某些零件存在尺寸结构大、壁薄等特点，造成机械加工过程中装夹找正难度大、切削变形量大等困难，使得零件精加工后的尺寸及形位公差难以保证，无法满足零件的使用功能。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种用于高精密薄壁件精加工找正方法，本发明克服现有的机械加工过程中内孔找正方式的单一及不足，解决了高精密薄壁件因装夹变形、切削变形等导致零件的尺寸及形位公差不满足设计文件要求的问题。

本发明的技术方案是：

一种用于高精密薄壁件精加工找正方法，包括步骤如下：

1)对半精加工后的零件利用三坐标测量出零件内孔n个不同轴向截面位置的内孔尺寸，获取n个内径值，根据n个内径尺寸与内孔理论值作比较，获得每个加工尺寸对应的偏差，偏差值若小于零件孔径尺寸要求的公差值0.007mm，则进入步骤2)；否则，停止加工；

2)采用圆柱度仪扫描零件内孔n个轴向截面位置的内孔型面状态，并对扫描结果进行图样绘制，获取当前装夹位置所加工零件的圆柱度值，同时采用记号笔记录内孔扫描的凹凸点位置，若测量圆柱度小于零件内孔圆柱度理论值0.006mm，则进入步骤3)；否则，停止加工；

3)根据凹凸点的位置将零件装夹于高精度数控机床，且使再次装夹位置与圆柱度仪测出的凹凸点位置相同，且采用精度0.1微米的千分表进行校核，凹凸点的偏差与机床上的千分表检测的对应偏差应在0.002mm以内；

4)使测量设备中心与机床的回转中心重合，采用切削加工，消除半精加工过程零件受设备精度、装夹变形、切削变形等因素影响的尺寸偏差。

所述n为正整数，且取值不小于4。

所述零件的壁厚的取值范围小于2mm，零件的内径取值范围大于220mm，且形位公差要求7微米以内。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明采用三坐标及圆柱度仪找出加工尺寸的偏差值以及装夹变形、切削变形的零件变形状态，并能够提供产品装夹变形趋势。该方式能够使测量设备中心(测量设备的精度0.1微米)与机床的回转中心完全重合，采用切削加工，消除半精加工过程零件受设备精度、装夹变形、切削变形等因素影响的偏差。

附图说明

图1是本发明采用三坐标及圆柱度仪测量半精加工后零件内腔型面状态示意图；

图2是本发明绘制出变形效果图；

图3是本发明在零件轮廓的凹凸点进行标记示意图；

图4是本发明机床上装夹零件后，采用千分表找正零件轮廓的凹凸点，使之与所标记的凹凸点完全对应示意图；

图5零件结构示意图。

具体实施方式

本发明一种用于高精密薄壁件精加工找正方法，能够减小变形、装夹误差导致的产品缺陷。该方法适用于高精密零件产品半精加工后，精加工前，零件装夹找正；由于零件在机械加工过程中，存在设备精度误差、装夹定位误差、装夹变形、切削变形等因素，导致零件加工后无法满足设计的高标准要求。对此为减小多因素导致的零件尺寸及形位公差存在偏差，提出高精密薄壁件精加工找正方法。

一种用于高精密薄壁件精加工找正方法，半精加工后，采用三坐标及圆柱度仪找出加工尺寸的偏差值以及装夹变形、切削变形的零件变形状态，通过判断零件的变形状态，对零件半精加工后的精加工装夹找正及切削提供对应策略，包括步骤如下：

1)如图1所示，对半精加工后的零件利用三坐标测量出零件内孔n个不同轴向截面位置的内孔尺寸，获取n个内径值(内孔深20mm)，根据n个内径尺寸与内孔理论值作比较，获得每个加工尺寸对应的偏差，偏差值若小于零件孔径尺寸要求的公差值0.007mm，则进入步骤2)进行后续内容；否则，停止加工；

2)采用圆柱度仪扫描零件内孔n个轴向截面位置的内孔型面状态，并对扫描结果进行图样绘制，获取当前装夹位置所加工零件的圆柱度值，同时如图3所示，采用记号笔记录内孔扫描的凹凸点位置，若测量圆柱度小于零件内孔圆柱度理论值0.006mm，则进入步骤3)进行后续内容；否则，停止加工；如图2所示为本发明绘制出变形效果图，找出零件内腔型面的凹凸点示意图。

3)根据凹凸点的位置将零件装夹于高精度数控机床，且使再次装夹位置与圆柱度仪测出的凹凸点位置相同，且采用精度0.1微米的千分表进行校核，如图4所示，凹凸点的偏差与机床上的千分表检测的对应偏差应在0.002mm以内；

4)该方式能够使测量设备中心(测量设备的精度0.1微米)与机床的回转中心重合，采用切削加工，消除半精加工过程零件受设备精度、装夹变形、切削变形等因素影响的尺寸偏差。

所述n为正整数，且取值不小于4。本发明实施例中n＝5。

如图5所示，所述零件的壁厚的取值范围小于2mm，零件的内径取值范围大于220mm，且形位公差要求7微米以内。

实施例

1)对外径为232mm，内径为

且要求长度19.05mm的内孔型面圆柱度满足0.006mm的环状零件进行半精加工；

2)采用三坐标及圆柱度仪测量零件半精加工后的直径值以及零件的内腔变形型面结果；

3)绘制出变形效果图，找出零件轮廓的凹凸点；

4)对零件轮廓的凹凸点进行标记；

5)装夹半精加工后的零件，采用千分表找正零件轮廓的凹凸点，使之与所标记的凹凸点完全对应；

6)对零件进行精加工，消除凸点，保证零件的直径及形位公差满足要求。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种用于高精密薄壁件精加工找正方法，其特征在于，包括步骤如下：

1)对半精加工后的零件利用三坐标测量出零件内孔n个不同轴向截面位置的内孔尺寸，获取n个内径值，根据n个内径尺寸与内孔理论值作比较，获得每个加工尺寸对应的偏差，偏差值若小于零件孔径尺寸要求的公差值0.007mm，则进入步骤2)；否则，停止加工；

2)采用圆柱度仪扫描零件内孔n个轴向截面位置的内孔型面状态，并对扫描结果进行图样绘制，获取当前装夹位置所加工零件的圆柱度值，同时采用记号笔记录内孔扫描的凹凸点位置，若测量圆柱度小于零件内孔圆柱度理论值0.006mm，则进入步骤3)；否则，停止加工；

3)根据凹凸点的位置将零件装夹于高精度数控机床，且使再次装夹位置与圆柱度仪测出的凹凸点位置相同，且采用精度0.1微米的千分表进行校核，凹凸点的偏差与机床上的千分表检测的对应偏差应在0.002mm以内；

4)使测量设备中心与机床的回转中心重合，采用切削加工，消除半精加工过程零件受设备精度、装夹变形、切削变形等因素影响的尺寸偏差。

2.根据权利要求1所述的一种用于高精密薄壁件精加工找正方法，其特征在于，所述n为正整数，且取值不小于4。

3.根据权利要求1或2任意之一所述的一种用于高精密薄壁件精加工找正方法，所述零件的壁厚的取值范围小于2mm，零件的内径取值范围大于220mm，且形位公差要求7微米以内。

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