CN111774677A - 一种薄壁零件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁零件的加工方法，包括：根据待加工薄壁零件加工等高的半成品零件，半成品零件的径向尺寸大于待加工薄壁零件的径向尺寸；以半成品零件的表面为基准面定位装卡半成品零件；在半成品零件的中部精加工待加工薄壁零件的端面和内壁；根据待加工薄壁零件的壁厚和内壁，沿待加工薄壁零件的外周切割以分离待加工薄壁零件的外壁。上述方法以半成品零件的表面作为新的基准面，新基准面的表面积更大，且随待加工薄壁零件的毛坯同步成型，具有较高的表面质量，有利于提高待加工薄壁零件的定位装卡精度和加工精度。同时，半成品零件的外部能够对位于内部的待加工薄壁零件起到支撑和保护作用，减少甚至避免待加工薄壁零件的变形。

Description

一种薄壁零件的加工方法

技术领域

本发明涉及机加工领域，尤其涉及一种薄壁零件的加工方法。

背景技术

在航空航天产品中，有一种比较关键的弹性元件例如激光陀螺仪支架，该激光陀螺仪支架外形较小、壁厚较薄、尺寸较多、形状复杂、形位公差精度较高等种种因素，使用常规的机械加工方法很难加工出合格的产品。因此，基于激光陀螺仪支架的结构特征，目前也采用特种加工工艺包括电火花成型和电火花线切割加工等加工方式。

以目前多使用常规的机械加工方法结合电火花加工方法为例。因激光陀螺仪支架的外形尺寸为直径Φ20mm，长7mm，包括以下主要结构特征：①8个均布小齿，且共面度为0.002mm；②两沉台面，对此面的平行度为0.005mm；③激光陀螺仪支架的最薄处壁厚为0.40～0.45mm。采用机械加工方法结合电火花加工方法加工该激光陀螺仪支架时，需要在待加工的激光陀螺仪支架的一端增设“工艺柄或工艺尾”，利用“工艺柄或工艺尾”装卡并逐步进行粗加工、半精加工和精加工，进而制造出基本符合要求的激光陀螺仪支架。

上述方法仍然存在以下一些缺陷；

(1)两沉台面对8个均布小齿的端面的平行度不能达到0.005mm，而这一关键的形位公差0.005mm若发生偏离，则将比较严重地影响着产品的使用性能。

(2)因8个均布小齿的最薄处壁厚仅为0.40～0.45mm，在加工中很容易变形，进而影响到8个均布小齿的一致性，导致前述一致性一般大于0.02mm，同样影响产品的使用性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄壁零件的加工方法，可以稳定、高效率地加工高精度且无缺陷的支架。

为实现上述目的，本发明提供一种薄壁零件的加工方法，包括：

S1：根据待加工薄壁零件加工等高的半成品零件；其中，所述半成品零件的径向尺寸大于所述待加工薄壁零件的径向尺寸；

S2：以所述半成品零件的表面为基准面定位装卡所述半成品零件；

S3：在所述半成品零件的中部精加工所述待加工薄壁零件的端面和内壁；

S4：根据所述待加工薄壁零件的壁厚和所述内壁，沿所述待加工薄壁零件的外周切割以分离所述待加工薄壁零件的外壁。

优选地，所述步骤S2包括：

S21：将弹性垫圈定位于所述半成品零件与所述半成品零件下方的工装平台之间；

S22：利用至少三个环列的连接螺钉轴向连接所述半成品零件和所述工装平台；

S23：调节任一所述连接螺钉的松紧程度、以实现所述基准面的找正。

优选地，所述步骤S3包括：

S31：在第一端面向上、第二端面向下定位装卡的所述半成品零件(2)的所述第一端面加工齿；

S32：在所述第一端面向上、所述第二端面向下定位装卡的所述半成品零件的内部精加工第一沉台孔；在所述第一端面向下、所述第二端面向上定位装卡的所述半成品零件的内部精加工第二沉台孔。

优选地，所述步骤S31采用电穿成型加工。

优选地，所述步骤S32采用电火花成型加工。

优选地，所述步骤S4采用线切割加工。

优选地，所述步骤S4具体包括：

所述步骤S4具体包括：

S41：在所述第一端面向下、所述第二端面向上定位装卡的所述半成品零件的引线孔内穿入线切割丝；

S42：沿所述待加工薄壁零件的径向向内直线进给所述线切割丝；所述线切割丝的进给量匹配于所述线切割丝与所述内壁的间距与所述待加工薄壁零件的壁厚之差；

S43：以所述内壁的中心轴为旋转轴、沿第一弧线旋转进给所述线切割丝；其中，所述第一弧线的圆心角为180°～270°中任一数值；

S44：在所述线切割丝退出后，向所述第二端面上方压装防坠板并定位连接所述防坠板和所述待加工薄壁零件；

S45：沿所述引线孔穿入所述线切割丝并进给至所述防坠板内的腰型孔内；

S46：沿所述腰型孔旋转进给所述线切割丝至衔接所述第一弧线的两端部。

优选地，所述定位连接所述防坠板和所述待加工薄壁零件的步骤具体包括：

自所述防坠板中心的定位孔和所述待加工薄壁零件中心的螺纹孔穿入并锁紧定位螺钉。

优选地，所述步骤S4之后还包括：

S5：整形所述待加工薄壁零件。

优选地，所述步骤S5具体包括：

S51：在所述待加工薄壁零件的外壁套装配合间隙不大于0.008mm的防护座；在所述待加工薄壁零件的内壁插装配合间隙不大于0.006mm的整形芯轴；在所述防护座内和所述待加工薄壁零件的端面之间插装配合间隙不大于0.05mm的防护套；

S52：利用取件套抵压并推出所述防护座内部的所述防护套和所述待加工薄壁零件。

相对于上述背景技术，本发明所提供的薄壁零件的加工方法包括：步骤一、根据待加工薄壁零件加工等高的半成品零件，其中，所述半成品零件的径向尺寸大于所述待加工薄壁零件的径向尺寸；步骤二、以所述半成品零件的表面为基准面定位装卡所述半成品零件；步骤三、在所述半成品零件的中部精加工所述待加工薄壁零件的端面和内壁；步骤四、根据所述待加工薄壁零件的壁厚和内壁，沿所述待加工薄壁零件的外周切割以分离所述待加工薄壁零件的外壁。

相比于现有技术而言，该薄壁零件的加工方法通过设置半成品零件起到转移基准面并大幅度增大新基准面的作用，从而减小原有基准面对待加工薄壁零件的后续加工精度的影响；通过将待加工薄壁零件的外壁加工过程同步于待加工薄壁零件与半成品零件的切割分离过程，实现一次性操作，避免因单独装卡并加工待加工薄壁零件的外壁而造成待加工薄壁零件损伤或变形，从而实现待加工薄壁零件的外壁无缺陷加工。综上，本发明所提供的薄壁零件的加工方法能够稳定、高效地完成薄壁零件的加工，并保证薄壁易变形零件的高尺寸精度和高形状精度的加工工艺要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为待加工薄壁零件的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本发明所提供的半成品零件的结构示意图；

图4为图3在A-A处的剖视图；

图5为本发明所提供的半成品零件在加工齿、第一沉台孔和第二沉台孔工序完成后的结构示意图；

图6为图5在B-B处的剖视图；

图7为本发明所提供的工装座的结构示意图；

图8为图7的剖视图；

图9为本发明所提供的电极的结构示意图；

图10为本发明所提供的半成品零件、工装座和连接螺钉在第一方向上的装配示意图；

图11为图10在C-C处的剖视图；

图12为本发明所提供的半成品零件、工装座和连接螺钉在第二方向上的装配示意图；

图13为图12在D-D处的剖视图；

图14为本发明所提供的工装板的结构示意图；

图15为图14在E-E处的剖视图；

图16为本发明所提供的防坠板的结构示意图；

图17为图16在F-F处的剖视图；

图18为本发明所提供的半成品零件处于线切割丝沿第一弧线旋转进给过程的装配示意图；

图19为图18在G-G处的剖视图；

图20为本发明所提供的半成品零件处于线切割丝沿第二弧线旋转进给过程的装配示意图；

图21为图20在H-H处的剖视图；

图22为本发明所提供的防护座、防护套、整形芯轴和待加工薄壁零件的装配示意图；

图23为本发明所提供的防护座、防护套、整形芯轴、取件套和待加工薄壁零件的装配示意图；

图24为本发明所提供的第一种薄壁零件的加工方法的流程示意图；

图25为本发明所提供的第二种薄壁零件的加工方法的流程示意图；

图26为本发明所提供的第三种薄壁零件的加工方法的流程示意图。

其中，01-待加工薄壁零件、011-螺纹孔、012-第一沉台面、013-第二沉台面、0141-第一孔、0142-第二孔、0143-第三孔、0144-第四孔、0151-第一端面、0152-第二端面、0153-第三端面、016-齿、0171-第一外圆、0172-第二外圆、0173-第三外圆、2-半成品零件、21-引线孔、22-半成品定位安装孔、23-半成品外圆、241-半成品上端面、242-半成品下端面、3-工装座、311-工装上表面、312-工装下表面、32-工装台阶面、33-工装孔、34-工装座定位安装孔、4-电极、41-电极基准面、42-电极外圆面、43-电极内孔面、5-连接螺钉、6-第一平垫圈、7-弹性垫圈、8-工装板、81-工装板中心孔、82-工装板引线定位孔、83-工装板定位安装孔、9-防坠板、91-腰型孔、92-定位孔、93-防坠板定位安装孔、94-防坠板引线定位孔、10-第二平垫圈、11-定位螺钉、12-防护座、121-第一防护座内孔、122-第二防护座内孔、13-防护套、131-防护套中心孔、132-防护座外圆、14-整形芯轴、141-整形芯轴外圆、15-取件套、16-第一弧线、17-第二弧线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图26，图1为待加工薄壁零件的结构示意图；图2为图1的剖视图；图3为本发明所提供的半成品零件的结构示意图；图4为图3在A-A处的剖视图；图5为本发明所提供的半成品零件在加工齿、第一沉台孔和第二沉台孔工序完成后的结构示意图；图6为图5在B-B处的剖视图；图7为本发明所提供的工装座的结构示意图；图8为图7的剖视图；图9为本发明所提供的电极的结构示意图；图10为本发明所提供的半成品零件、工装座和连接螺钉在第一方向上的装配示意图；图11为图10在C-C处的剖视图；图12为本发明所提供的半成品零件、工装座和连接螺钉在第二方向上的装配示意图；图13为图12在D-D处的剖视图；图14为本发明所提供的工装板的结构示意图；图15为图14在E-E处的剖视图；图16为本发明所提供的防坠板的结构示意图；图17为图16在F-F处的剖视图；图18为本发明所提供的半成品零件处于线切割丝沿第一弧线旋转进给过程的装配示意图；图19为图18在G-G处的剖视图；图20为本发明所提供的半成品零件处于线切割丝沿第二弧线旋转进给过程的装配示意图；图21为图20在H-H处的剖视图；图22为本发明所提供的防护座、防护套、整形芯轴和待加工薄壁零件的装配示意图；图23为本发明所提供的防护座、防护套、整形芯轴、取件套和待加工薄壁零件的装配示意图；图24为本发明所提供的第一种薄壁零件的加工方法的流程示意图；图25为本发明所提供的第二种薄壁零件的加工方法的流程示意图；图26为本发明所提供的第三种薄壁零件的加工方法的流程示意图。

本发明提供一种薄壁零件的加工方法，包括：

S1：根据待加工薄壁零件01加工等高的半成品零件2；半成品零件2的径向尺寸大于待加工薄壁零件01的径向尺寸；

S2：以半成品零件2的表面为基准面定位装卡半成品零件2；

S3：在半成品零件2的中部精加工待加工薄壁零件01的端面和内壁；

S4：根据待加工薄壁零件01的壁厚和内壁，沿待加工薄壁零件01的外周切割以分离待加工薄壁零件01的外壁。

需要说明的是，本发明在步骤S3中所涉及的“端面”指的是待加工薄壁零件01朝向轴向两端分布的全部几何要素。以待加工薄壁零件01具体为激光陀螺仪支架为例，激光陀螺仪支架的端面既包括位于中部且朝向轴向两端的台阶面，也包括任意一个齿016朝向前述轴向两端的点线面。

在待加工薄壁零件01的端面、内壁和外壁加工完成之前，待加工薄壁零件01的毛坯处于半成品零件2的中部。若将半成品零件2除前述待加工薄壁零件01的毛坯以外的部位定义为辅助环，则辅助环位于待加工薄壁零件01的毛坯的外周，且二者等高；辅助环与待加工薄壁零件01为同一材质且一体设置。

一旦在待加工薄壁零件01的毛坯所处在加工完毕待加工薄壁零件01的端面和内壁后，根据待加工薄壁零件01的壁厚，在待加工薄壁零件01的毛坯外周切割。切割这一步骤既实现了待加工薄壁零件01的外壁加工，又实现了辅助环与待加工薄壁零件01的分离。

现有技术通常以待加工薄壁零件01的毛坯所连接的工艺柄作为定位装卡时的基准面，由于工艺柄的质量通常小于待加工薄壁零件01的毛坯质量，且表面积有限；工艺柄在待加工薄壁零件01的整个加工过程中仅起到装卡作用，因此工艺柄的表面质量通常也不高。

而本发明所提供的薄壁零件的加工方法采用半成品零件2的表面作为基准面(以下定义为新基准面)，取代了现有技术中以待加工薄壁零件01的毛坯所连接的工艺柄作为基准面(以下定义为原基准面)。

相较之，本发明所提供的薄壁零件的加工方法所采用的新基准面，其表面积更大，且随待加工薄壁零件01的毛坯同步成型，因此具有较高的表面质量。基于新基准面的上述特点，一则新基准面自身的形状精度本身较高且表面积更大，因此对于待加工薄壁零件01的毛坯的定位装卡精度的影响小，二则因新基准面的表面积更大，因此新基准面的定位装卡精度更容易控制在较小范围内，有利于提高待加工薄壁零件01的毛坯的定位装卡精度，进而提高待加工薄壁另加的加工精度。

此外，待加工薄壁零件01因具有“壁厚较薄”这一特点，按照原基准面定位装卡并加工待加工薄壁零件01时，加工过程极易导致待加工薄壁零件01变形和损伤，影响最终的加工精度。相较之，本发明所提供的薄壁零件的加工方法设有辅助环，辅助环围设于待加工薄壁零件01的毛坯外周，且与待加工薄壁零件01的毛坯浑然一体。辅助环能够在加工过程对待加工薄壁零件01的两端和外周起到保护和支撑作用，提高待加工薄壁零件01的毛坯在加工过程中所具有的刚性，进而减少甚至避免待加工薄壁零件01的变形，彻底解决了待加工薄壁零件01在加工过程中的变形问题。

以待加工薄壁零件01为激光陀螺仪支架为例。可参考图1和图2，激光陀螺仪支架的外圆尺寸为Φ20mm，第一端面0151至第二端面0152的距离为7mm。激光陀螺仪支架的第一端面0151处即图1的下端面具有8个均布的齿016。任意一个齿016的宽度尺寸为2.38mm±0.02mm，全部齿016的一致性不大于0.02mm。激光陀螺仪支架的最薄壁厚的尺寸为0.4～0.45mm，即8个均布的齿016的连接处，即图2所示的第三孔0143和第一外圆0171之间的壁厚。

8个第一端面0151的共面度为0.002mm。第一沉台面012、第二沉台面013之间的厚度为0.71mm±0.01mm；第一沉台面012、第二沉台面013对第一端面0151的平行度均为0.005mm。螺纹孔011对第一端面0151的垂直度不大于0.01mm。

第二外圆0172、第三外圆0173、第一孔0141、第二孔0142、第三孔0143、第四孔0144及螺纹孔011中任意一者的轴心线对第一外圆0171的轴心线的同轴度均不大于0.05mm。

以上为激光陀螺仪支架的主要加工要求。至于本发明所采用的半成品零件2，可参照图3和图4。其中，辅助环和待加工薄壁零件01的毛坯均可结合激光陀螺仪支架的设计尺寸和设计形状在相应位置处预留相关精加工余量。精加工余量可设置在0.07～0.10mm。

针对具有上述加工精度要求的激光陀螺仪支架而言，包括辅助环和待加工薄壁零件01的毛坯在的半成品零件2应当满足以下结构和尺寸。

半成品零件2与待加工薄壁零件01的毛坯等高。可参考图4，图4中半成品零件2的上表面和下表面之间的间距等于第一端面0151至第二端面0152的距离，等于7mm。因此，辅助环的厚度尺寸与待加工薄壁零件01的毛坯的总厚度尺寸保持一致。辅助环的上表面与第一端面0151平齐；辅助环的下表面与第二端面0152平齐。

辅助环的上表面和下表面的面积比待加工薄壁零件01的相应表面的面积增大5倍以上。例如，半成品外圆23的尺寸为Φ40mm，相应地，半成品上端面241的面积比激光陀螺仪支架的第一端面0151的面积增大20倍以上；半成品下端面242的面积比激光陀螺仪支架的第二端面0152的面积增大80倍以上，比激光陀螺仪支架的第三端面0153的面积增大20倍以上。

因辅助环的上表面和下表面随待加工薄壁零件01的毛坯同步成型，因此，半成品上端面241与半成品下端面242的平行度可提高到0.001mm；半成品上端面241与激光陀螺仪支架的第一端面0151平齐，且平面度不大于0.001mm；半成品下端面242与激光陀螺仪支架的第二端面0152平齐，且平面度不大于0.001mm。

至于半成品零件2的新基准面，可以为图4所示的半成品上端面241和半成品下端面242，也可以为图4所示的半成品外圆23。由于本发明所提供的各个实施例均以激光陀螺仪支架为待加工薄壁零件01为例进行详细说明，因此，本发明所提供的各个实施例中，优先采用半成品上端面241和半成品下端面242作为新基准面。

综上，相较于现有技术而言，本发明所提供的薄壁零件的加工方法通过设置半成品零件2的辅助环实现转移基准面，以半成品零件2的表面作为新基准面，以此大幅度地增大新基准面；通过将待加工薄壁零件01的外壁加工过程同步于待加工薄壁零件01与辅助环的切割分离过程，实现一次性操作，避免因单独装卡并加工待加工薄壁零件01的外壁而造成待加工薄壁零件01损伤或变形，从而实现待加工薄壁零件01的外壁无缺陷加工。因而，本发明所提供的薄壁零件的加工方法能够稳定、高效地完成易变形的薄壁零件的加工，并保证易变形的薄壁零件的高精度的加工工艺要求。

下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的薄壁零件的加工方法做更进一步的说明。

在上述实施例的基础上，步骤S2包括：

S21：将弹性垫圈7定位于半成品零件2与半成品零件2下方的工装平台之间；

S22：利用至少三个环列的连接螺钉5轴向连接半成品零件2和工装平台；

S23：调节任一连接螺钉5的松紧程度、以实现基准面的找正。

可见，该实施例中，半成品零件2中作为基准面的表面指的是两端端面。半成品零件2通过三个及以上不同线的连接螺钉5紧固于工装平台的上表面。任一连接螺钉5与半成品零件2之间还可设置第一平垫圈6。

工装平台用以供半成品零件2放置和固定连接。利用工装平台和连接螺钉5定位装卡半成品零件2时，半成品零件2的半成品上端面241贴合于工装平台的上表面。

需要说明的是，针对待加工薄壁零件01的不同部位的定位要求，工装平台应采用满足相应定位要求的零部件。以激光陀螺仪支架的端面、内壁以及外壁加工为例，加工激光陀螺仪支架的端面和内壁时，工装平台可采用工装座3；加工激光陀螺仪支架的外壁时，工装平台可采用工装板8。

可参考图7和图8，工装座3呈圆环形台阶状。工装座3的工装上表面311对工装下表面312的平行度为0.003mm；工装座3的中部设有轴向贯通的工装孔33，工装孔33比待加工薄壁零件01的第一外圆0171增大约1～2mm；工装孔33的周向可设置3个均布的工装座定位安装孔34，任一工装座定位安装孔34沿工装座3的轴向延伸。全部工装座定位安装孔34与半成品零件2的半成品定位安装孔22的位置尺寸保持一致。工装座3的工装台阶面32方便加工时结合压板实现装夹固定。

至于工装板8的形状及尺寸精度，后续将结合步骤S4具体阐述。

半成品零件2在辅助环处设置用以供连接螺钉5穿入并固定的调节孔。弹性垫圈7固定于半成品零件2的半成品下端面242与工装平台的上表面之间。弹性垫圈7通过全部连接螺钉5实现与半成品零件2和工装平台的固定连接。

因弹性垫圈7具有柔性，操作人员可适当地松开和紧固全部连接螺钉5以挤压弹性垫圈7，实现人为灵活、精密地调整半成品零件2的工装上表面311对工装下表面312即新基准面，达到将新基准面的平面度找正至比较理想的精度范围内，为精密加工待加工薄壁零件01创造有利条件，进而提高待加工薄壁零件01的形位公差精度。

针对步骤S3，以下以加工激光陀螺仪支架的端面和内壁进行具体阐述。步骤S3可包括

S31：在第一端面0151向上、第二端面0152向下定位装卡的半成品零件2的第一端面0151加工齿016；

S32：在第一端面0151向上、第二端面0152向下定位装卡的半成品零件2的内部精加工第一沉台孔；在第一端面0151向下、第二端面0152向上定位装卡的半成品零件2的内部精加工第二沉台孔。

步骤S31为加工处于激光陀螺仪支架端面的8个齿016。加工前述齿016时，半成品零件2需要以“第一端面0151向上、第二端面0152向下”这一角度定位装卡于工装平台。例如，操作人员依次将弹性垫圈7和具有前述角度的半成品零件2对准并放置于工装座3的上表面，将全部连接螺钉5插入半成品零件2和工装座3之间，再使用六方扳手精密调整全部连接螺钉5的松紧程度。调节连接螺钉5的松紧程度时，可以结合千分表将半成品零件2的半成品下端面242的全跳动找正到0.001mm以内、将电极4的电极基准面41的全跳动找正到0.001mm以内，以保证使用电火花精加工成型所得的待加工薄壁零件01的端面例如第一沉台面012对半成品下端面242的平行度不大于0.002mm。

步骤S32为加工处于激光陀螺仪支架内壁的第一沉台孔和第二沉台孔。其中，第一沉台孔按照前述“第一端面0151向上、第二端面0152向下”这一角度定位装卡于工装平台；第二沉台孔按照“第一端面0151向下、第二端面0152向上”这一角度定位装卡于工装平台。针对后者，操作人员依次将弹性垫圈7和具有前述角度的半成品零件2对准并放置于工装座3的上表面，将全部连接螺钉5插入半成品零件2和工装座3之间，再使用六方扳手精密调整全部连接螺钉5的松紧程度。调节连接螺钉5的松紧程度时，可以结合千分表将半成品零件2的半成品上端面241的全跳动找正到0.001mm以内、将电极4的电极基准面41的全跳动找正到0.001mm以内，以保证使用电火花精加工成型所得的待加工薄壁零件01的端面例如第二沉台面013对半成品上端面241的平行度不大于0.002mm。

其中，电极4的电极基准面41的平面度为0.001mm；电极外圆面42的圆柱度为0.003mm，对电极基准面41的垂直度为0.005mm，对电极内孔面43的同轴度为0.005mm。

该实施例中，齿016可通过电穿成型加工的方式实现加工；第一沉台孔和第二沉台孔可通过电火花成型加工的方式实现加工。至于激光陀螺仪支架的齿016加工、第一沉台孔和第二沉台孔的具体加工步骤可参照现有技术展开，此处不再详细说明。

显然，如果待加工薄壁零件01为其他零件且不具有齿016或第一沉台孔或第二沉台孔，而具有其他几何形状的面或线，则相应地，步骤S3应对应于前述其他几何形状的面或线的加工。

可见，这一实施例的核心在于，根据具体的待加工薄壁零件01在端面和内壁所具有的形状，通过调节待加工薄壁零件01的定位装卡方向和新基准面的定位装卡精度，实现待加工薄壁零件01的内壁和任一端面的形状和尺寸加工，并提高待加工薄壁零件01的加工精度。

至于待加工薄壁零件01的切割和外壁加工，则可通过线切割加工的方式实现。

其中，步骤S4具体包括：

S41：在第一端面0151向下、第二端面0152向上定位装卡的半成品零件2的引线孔21内穿入线切割丝；

S42：沿待加工薄壁零件01的径向向内直线进给线切割丝；线切割丝的进给量匹配于线切割丝与内壁的间距与待加工薄壁零件01的壁厚之差；

S43：以内壁的中心轴为旋转轴、沿第一弧线16旋转进给线切割丝；其中，第一弧线16的圆心角为180°～270°中任一数值；

S44：在线切割丝退出后，向半成品零件2的第二端面0152上方压装防坠板9并定位连接防坠板9和待加工薄壁零件01；

S45：沿引线孔21穿入线切割丝并进给至防坠板9内的腰型孔91内；

S46：沿腰型孔91旋转进给线切割丝至衔接第一弧线16的两端部。

需要说明的是，本发明在步骤S42中所涉及的“匹配”意味着进给量的确定需以线切割丝的位置和尺寸、待加工薄壁零件的内壁和壁厚为基础，同时结合线切割设备的放电间隙综合考量。其中，线切割丝的尺寸包括线切割丝的半径。至于相关分析和计算方法，并非本发明的改进点，可参考现有技术中的常规技术操作。

现有技术采用线切割技术加工待加工薄壁零件01的外形时，在线切割丝的“出刀点”即将回到但尚未回到“进刀点”前，待加工薄壁零件01在自重的作用下自然下坠，这就导致待加工薄壁零件01的外表面产生凸起的接刀痕，需要后续人工打磨或锉修才能去除。而待加工薄壁零件01的刚性较差，打磨或锉修时很容易造成待加工薄壁零件01因变形而报废。

本发明所提供的薄壁零件的加工方法为了防止接刀痕出现，采用防坠板9、定位螺钉11和工装平台组合成防坠装置，利用防坠装置在待加工薄壁零件01的重力方向上对其定位，并结合两次旋转进给实现辅助环和待加工薄壁零件01的分离，阻止支架在电火花线切割加工即将完工时出现自然坠落的现象，有效避免接刀痕的存在，实现无缺陷加工。

辅助环和待加工薄壁零件01的分离的过程同样也是待加工薄壁零件01的外壁加工过程。其中，第一次旋转进给时，线切割丝的移动路径对应于第一弧线16，第一弧线16的圆心角θ₁可设置为180°～270°中任一数值，可参见图18；第二次旋转进给时，线切割丝的移动路径对应于第二弧线17，由于θ₁与θ₂之和等于360°，因此，第二弧线17的圆心角θ₂相应设置为180°～90°中任一数值，可参见图20。该实施例中，第二弧线17的圆心角θ₂能够保证向半成品零件2的第二端面0152上方定位压装防坠板9时，尚未完全切割分离的待加工薄壁零件01和辅助环之间仍具有足够的连接强度和刚度，避免因安装防坠板9而损伤待加工薄壁零件01。

前述工装平台具体可采用工装板8。以图15所示的方位来看，工装板8的上表面和下表面的平行度为0.003mm。工装板8的上表面设有3个均布的工装板定位安装孔83，全部工装板定位安装孔83的位置尺寸与图3所示的全部半成品定位安装孔22的位置尺寸保持一致。全部工装板定位安装孔83的中心设有工装板中心孔81,工装板中心孔81比待加工薄壁零件01的第一外圆0171增大约1～2mm。工装板中心孔81一侧设有工装板引线定位孔82,工装板引线定位孔82与半成品零件2的引线孔21保持一致。

以图17所示的方位来看，防坠板9的上表面和下表面的平行度为0.003mm。防坠板9内设有贯通且均布的3个均布防坠板定位安装孔93,3个防坠板定位安装孔93与图3所示的3个半成品定位安装孔22的位置尺寸保持一致，防坠板定位安装孔93比连接螺钉5的头部外圆尺寸增大约1mm,起让位作用。全部防坠板定位安装孔93的中心设有定位孔92，定位孔92比定位螺钉11上的相应外径尺寸增大约0.5mm。定位孔92的一侧设有腰型孔91,腰型孔91的圆心与定位孔92的圆心重合，且均重合于防坠板9的圆心。定位孔92的一侧还设有防坠板引线定位孔94，防坠板引线定位孔94与半成品零件2的引线孔21保持一致。

这一实施例中，针对步骤S41～S43，在引线孔21内穿入线切割丝之前，操作人员可以使用六方扳手精密调整全部连接螺钉5的松紧程度，并结合千分表将半成品零件2的半成品下端面242的全跳动找正到0.001mm以内。线切割丝穿入引线孔21后，令线切割丝以图18中的顺时针方向沿第一弧线16切割加工。

步骤S44～S46之前，首先按照步骤S43将防坠板9压装于半成品零件2的第二端面0152，并结合第二平垫圈10和定位螺钉11将待加工薄壁零件01的0152紧固定位到防坠板9的表面。然后按照步骤S44～S46，将线切割丝穿入引线孔21并按照图20所示的逆时针方向切割加工。

为了进一步防止待加工薄壁零件01变形，在上述任一实施例的基础上，步骤S4之后还包括：

S5：整形待加工薄壁零件01。

整形待加工薄壁零件01的具体方法取决于待加工薄壁零件01的形状和尺寸，以待加工薄壁零件01为激光陀螺仪支架为例，整形待加工薄壁零件01的步骤具体可包括：

S51：在待加工薄壁零件01的外壁套装配合间隙不大于0.008mm的防护座12；在待加工薄壁零件01的内壁插装配合间隙不大于0.006mm的整形芯轴14；在防护座12内和待加工薄壁零件01的端面之间插装配合间隙不大于0.05mm的防护套13；

S52：利用取件套15抵压并推出防护座12内部的防护套13和待加工薄壁零件01。

可参考图22和图23，为了有效规避已经加工完毕的待加工薄壁零件01发生变形，可采用防护座12、防护套13和整形芯轴14装卡前述待加工薄壁零件01以实现整形。

装卡时，防护套13的端面与待加工薄壁零件01的第三端面0153对准且贴合；防护座12套装于待加工薄壁零件01和防护套13的外周；整形芯轴14沿待加工薄壁零件01的第四孔0144插入。其中，防护套13的中部设有用以避让待加工薄壁零件01的第二端面0152的防护套中心孔131

待加工薄壁零件01的第一外圆0171与防护座12的第一防护座内孔121之间的配合间隙控制为0.005～0.008mm；待加工薄壁零件01的第四孔0144与整形芯轴14的整形芯轴外圆141之间的配合间隙控制为0.003～0.006mm；防护套13的防护座外圆132与防护座12的第二防护座内孔122之间的配合间隙控制为0.03～0.05mm。

利用防护座12、防护套13和整形芯轴14装卡待加工薄壁零件01一段时间后，将待加工薄壁零件01从防护座12、防护套13和整形芯轴14中拆取出来。可参见图23，拆取时，利用取件套15向防护套13背离待加工薄壁零件01的一端施加推力，进而将待加工薄壁零件01比较平稳地从防护座12、防护套13和整形芯轴14中安全地取出来。

综上，本发明所提供的薄壁零件的加工方法一则通过辅助环建立新基准面，并保护和支撑位于辅助环内的待加工薄壁零件01，有效避免加工过程中待加工薄壁零件01出现碰伤、划伤和变形情况；二则通过辅助环、工装平台、连接螺钉5和弹性垫圈7结构，能够令新基准面精确找至0.001mm以内；三则通过防坠板9在待加工薄壁零件01的重力方向上进行约束，并结合两次旋转进给实现待加工薄壁零件01与辅助环的分离；四则通过整形提高待加工薄壁零件01的加工精度，避免待加工薄壁零件01变形。

该薄壁零件的加工方法对其它类似薄壁易变形零件的弹性元件加工也具有较高的参考价值。

以上对本发明所提供的薄壁零件的加工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种薄壁零件的加工方法，其特征在于，包括：

S1：根据待加工薄壁零件(01)加工等高的半成品零件(2)；其中，所述半成品零件(2)的径向尺寸大于所述待加工薄壁零件(01)的径向尺寸；

S2：以所述半成品零件(2)的表面为基准面定位装卡所述半成品零件(2)；

S3：在所述半成品零件(2)的中部精加工所述待加工薄壁零件(01)的端面和内壁；

S4：根据所述待加工薄壁零件(01)的壁厚和所述内壁，沿所述待加工薄壁零件(01)的外周切割以分离所述待加工薄壁零件(01)的外壁。

2.根据权利要求1所述的薄壁零件的加工方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21：将弹性垫圈(7)定位于所述半成品零件(2)与所述半成品零件(2)下方的工装平台之间；

S22：利用至少三个环列的连接螺钉(5)轴向连接所述半成品零件(2)和所述工装平台；

S23：调节任一所述连接螺钉(5)的松紧程度、以实现所述基准面的找正。

3.根据权利要求2所述的薄壁零件的加工方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31：在第一端面(0151)向上、第二端面(0152)向下定位装卡的所述半成品零件(2)的所述第一端面(0151)加工齿(016)；

S32：在所述第一端面(0151)向上、所述第二端面(0152)向下定位装卡的所述半成品零件(2)的内部精加工第一沉台孔；在所述第一端面(0151)向下、所述第二端面(0152)向上定位装卡的所述半成品零件(2)的内部精加工第二沉台孔。

4.根据权利要求3所述的薄壁零件的加工方法，其特征在于，所述步骤S31采用电穿成型加工。

5.根据权利要求3所述的薄壁零件的加工方法，其特征在于，所述步骤S32采用电火花成型加工。

6.根据权利要求2所述的薄壁零件的加工方法，其特征在于，所述步骤S4采用线切割加工。

7.根据权利要求6所述的薄壁零件的加工方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

S41：在所述第一端面(0151)向下、所述第二端面(0152)向上定位装卡的所述半成品零件(2)的引线孔(21)内穿入线切割丝；

S42：沿所述待加工薄壁零件(01)的径向向内直线进给所述线切割丝；所述线切割丝的进给量匹配于所述线切割丝与所述内壁的间距与所述待加工薄壁零件(01)的壁厚之差；

S43：以所述内壁的中心轴为旋转轴、沿第一弧线(16)旋转进给所述线切割丝；其中，所述第一弧线(16)的圆心角为180°～270°中任一数值；

S44：在所述线切割丝退出后，向所述第二端面(0152)上方压装防坠板(9)并定位连接所述防坠板(9)和所述待加工薄壁零件(01)；

S45：沿所述引线孔(21)穿入所述线切割丝并进给至所述防坠板(9)内的腰型孔(91)内；

S46：沿所述腰型孔(91)旋转进给所述线切割丝至衔接所述第一弧线(16)的两端部。

8.根据权利要求7所述的薄壁零件的加工方法，其特征在于，所述定位连接所述防坠板(9)和所述待加工薄壁零件(01)的步骤具体包括：

自所述防坠板(9)中心的定位孔(92)和所述待加工薄壁零件(01)中心的螺纹孔(011)穿入并锁紧定位螺钉(11)。

9.根据权利要求1至8任一项所述的薄壁零件的加工方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括：

S5：整形所述待加工薄壁零件(01)。

10.根据权利要求9所述的薄壁零件的加工方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

S51：在所述待加工薄壁零件(01)的外壁套装配合间隙不大于0.008mm的防护座(12)；在所述待加工薄壁零件(01)的内壁插装配合间隙不大于0.006mm的整形芯轴(14)；在所述防护座(12)内和所述待加工薄壁零件(01)的端面之间插装配合间隙不大于0.05mm的防护套(13)；

S52：利用取件套(15)抵压并推出所述防护座(12)内部的所述防护套(13)和所述待加工薄壁零件(01)。

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