CN111889969A - 一种消耗油箱薄壁加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，其公开了一种消耗油箱薄壁加工工艺，解决了目前机械加工过程中因油箱薄壁强度不足而极易产生加工变形的技术问题，包括以下步骤：第一步，消除薄壁件加工前的内应力；第二步，利用装夹机构对薄壁件进行加工前装夹；第三步，安装厚度扫描装置对薄壁件壁厚参数m和曲面厚度参数n实时监测并显示；同时，利用加工机床对薄壁件薄壁件内、外圆及端面进行粗加工和半精加工；第四步，消除薄壁件加工过程中的加工应力；第五步，精加工薄壁件。根据以上技术方案，将加工和检测实时结合，从加工把控角度去有效减小消耗油箱在加工过程中产生的薄壁变形，以提高加工质量。

Description

一种消耗油箱薄壁加工工艺

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，更具体地说，它涉及一种消耗油箱薄壁加工工艺。

背景技术

消耗油箱是油箱的一种类型，可以理解为普通油箱即可，主要是容纳汽车汽油。油箱具有一个薄壁的特点，其需要在汽车中同样的外在体积下，尽量获得最大的存储容积，因此其壁厚一般比较薄。

传统技术中，对油箱薄壁的加工主要采用的方案为：粗加工、热处理、低温处理、半精加工、深冷处理、精加工和清洗多个工序之间的配合加工。穿插热处理、低温处理、深冷处理的工序目的在于去除机械加工材料应力以及强化工件壁板的强度。

但是这类零件因薄壁，加工难度大，在加工过程中因其强度不足而极易变形，给油箱的薄壁加工带来较大的加工难度，因此存在改进之处。

发明内容

针对背景技术中提出的机械加工过程中因油箱薄壁强度不足而极易产生加工变形的技术问题，本发明旨在公开一种消耗油箱的薄壁加工工艺方法，通过将加工和检测实时结合，从加工把控角度去有效减小消耗油箱在加工过程中产生的薄壁变形，以提高加工质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种消耗油箱薄壁加工工艺，用于加工油箱薄壁件，包括以下步骤：

第一步，消除薄壁件加工前的内应力；

第二步，利用装夹机构对薄壁件进行加工前装夹；

第三步，安装厚度扫描装置对薄壁件壁厚参数m和曲面厚度参数n实时监测并显示；同时，利用加工机床对薄壁件薄壁件内、外圆及端面进行粗加工和半精加工，加工过程中依据厚度扫描装置显示的壁厚参数m和曲面厚度参数n调整加工机床的相关设置加工参数；

第四步，消除薄壁件加工过程中的加工应力；

第五步，精加工薄壁件；

所述厚度扫描装置包括板材厚度扫描测量仪、曲面厚度扫描测量仪以及主机，所述厚度扫描测量仪和所述主机之间通过以太网接口电性连接，信息交互协议为Web协议；所述曲面厚度扫描测量仪和所述主机之间通过以太网接口电性连接，信息交互协议为Web协议；

所述主机的电脑内安装有接收管理软件程序，所述主机的数据库接收并存储厚度扫描测量仪测量的壁厚参数m和曲面厚度扫描测量仪测量的曲面厚度参数n，所述主机的显示屏将所述壁厚参数m和所述曲面厚度参数n实时显示并依据加工时间绘制参数m、n变化曲线图。

通过上述技术方案，传统技术中，为了对薄壁件加工变形的处理方式往往是从消除应力的温度、时间参数设定角度以及从装夹机构的稳固程度角度去着手，以解决其加工变形的问题。本发明配合传统的消除应力方法和使用稳定装夹的机构对薄壁件进行强度增强和稳定装夹，同时，利用厚度扫描装置对薄壁件在加工过程中的壁厚进行实时测量，从而可以依据实时薄壁厚度去调整机械加工的各个参数，如调节加工工序顺序、加工速度、切深、加工余量、切削用量等等，可以很有效的防止薄壁件的变形。将加工和测量结合，以解决薄壁件变形问题。

本发明进一步设置为：所述第一步中和第四步中，内应力的消除方法包括自然时效和人工时效。

本发明进一步设置为：所述人工时效包括，

热处理：对工件进行去应力退火，在160±5℃的条件下保温6h～8h；低温处理：对工件进行低温处理，在-80℃～-90℃的条件下冷冻10h；深冷处理：对工件进行深冷处理，在-180℃～-196℃的条件下冷冻36h。

通过上述技术方案，低温处理可将工件浅层的残留奥氏体向马氏体进行转变，加强工件浅层的硬度及强度，但不影响工件内部的韧性，从而便于进行表层铣削，加速整个加工过程。深冷处理具备提升工件的硬度及强度、保证工件的尺寸精度、提高工件的耐磨性、提高工件的冲击韧性、改善工件内应力分布，提高疲劳强度等优点。

本发明进一步设置为：薄壁件为铸件，对铸件：

1)热处理，消除内应力退火；

2)安装厚度扫描装置实时监测；

3)粗车、半精车内外圆及端面，并依据厚度扫描装置监测参数调节粗车、半精车的车削参数；

4)热处理，消除应力退火；

5)车削或磨削基准；

6)精车、精磨或其它精加工。

本发明进一步设置为：对型材：

1)热处理，调整材料切削性能；

2)安装厚度扫描装置实时监测；

3)粗车、半精车内外圆及端面，并依据厚度扫描装置监测参数调节粗车、半精车的车削参数；

4)车削或磨削基准；

5)精车、精磨或其它精加工。

本发明进一步设置为：所述接收管理软件程序为由C语言编写的后台程序，它的功能是：

1)每当厚度扫描测量仪、曲面厚度扫描测量仪测量到加工薄壁件的壁厚参数m和曲面厚度参数n时，让主机数据库接收并存储厚度扫描测量仪测量的壁厚参数m和曲面厚度扫描测量仪测量的曲面厚度参数n；

2)将壁厚参数m和曲面厚度参数n依据加工时间绘制参数m/t、n/t变化曲线图，并实时显示在主机电脑显示屏上。

通过上述技术方案，通过电脑后台的接收管理软件程序对监测数据进行打包、存储和曲线图分析，更加直观的方便操作人员了解壁厚参数m和曲面厚度参数n，以对机械加工过程进行良好的监控。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)减小薄壁件在加工过程中的变形程度；

(2)提高薄壁件的加工精度；

(3)对加工过程中的测量数据可长期保存，可作为加工其他机械零件的参考。

附图说明

图1为加工工艺的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

一种消耗油箱薄壁加工工艺，消耗油箱由采用铸件材料的薄壁件进行加工而成，参照图1可知，包括以下步骤：

第一步，消除铸件加工前的内应力，主要采用热处理工艺，将工件进行去应力退火，然后在160±5℃的条件下保温6h～8h。同时，采用低温处理工艺，将工件在-80℃～-90℃的条件下冷冻10h，冷冻10h后进行自然时效处理，再进行深冷处理，对工件在-180℃～-196℃的条件下冷冻36h，冷冻36小时之后进行自然时效处理。

第二步，将去除加工前内应力的铸件利用装夹机构对薄壁件进行加工前装夹，装夹稳定之后便于机械设备进行机械加工。

第三步，安装厚度扫描装置，厚度扫描装置可对薄壁件壁厚参数m和曲面厚度参数n实时监测并显示。厚度扫描装置包括板材厚度扫描测量仪、曲面厚度扫描测量仪以及主机，厚度扫描测量仪和主机之间通过以太网接口电性连接，信息交互协议为Web协议；曲面厚度扫描测量仪和主机之间通过以太网接口电性连接，信息交互协议为Web协议。其中，板材厚度扫描测量仪可配置为厚度探头GT-H22型号；曲面厚度扫描测量仪可配置为激光测距仪。

主机的电脑内安装有接收管理软件程序，接收管理软件程序为由C语言编写的后台程序，它的功能是：1)每当厚度扫描测量仪、曲面厚度扫描测量仪测量到加工薄壁件的壁厚参数m和曲面厚度参数n时，让主机数据库接收并存储厚度扫描测量仪测量的壁厚参数m和曲面厚度扫描测量仪测量的曲面厚度参数n；2)将壁厚参数m和曲面厚度参数n依据加工时间绘制参数m/t、n/t变化曲线图，并实时显示在主机电脑显示屏上。

主机的数据库接收并存储厚度扫描测量仪所测量的壁厚参数m和曲面厚度扫描测量仪所测量的曲面厚度参数n，主机的显示屏将壁厚参数m和曲面厚度参数n实时显示并依据加工时间绘制参数m、n变化曲线图。

与此同时，利用加工机床在测量时同步对薄壁件薄壁件内、外圆及端面进行粗加工和半精加工，加工过程中，作业人员可依据厚度扫描装置显示的壁厚参数m和曲面厚度参数n调整加工机床的相关设置加工参数。

第四步，消除薄壁件加工过程中的加工应力，主要采用热处理工艺，将工件进行去应力退火，然后在160±5℃的条件下保温6h～8h。同时，采用低温处理工艺，将工件在-80℃～-90℃的条件下冷冻10h，冷冻10h后进行自然时效处理，再进行深冷处理，对工件在-180℃～-196℃的条件下冷冻36h，冷冻36小时之后进行自然时效处理。

第五步，车削或磨削基准，以及其他精加工工序；

实施例2

一种消耗油箱薄壁加工工艺，本实施例2与实施例1的机械加工工艺基本相同，其不同之处在于，本实施例中的消耗油箱由型材材料进行加工而成。对型材，加工工艺步骤中的不同之处在于，工艺中的第一步步骤不同，具体的：

第一步，热处理，调整材料切削性能。将工件进行去应力退火，然后在120±5℃的条件下保温3h～4h。同时，采用低温处理工艺，将工件在-60℃～-70℃的条件下冷冻5h，冷冻5h后进行自然时效处理，再进行深冷处理，对工件在-150℃～-196℃的条件下冷冻18h，冷冻18小时之后进行自然时效处理。

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)

1.一种消耗油箱薄壁加工工艺，用于加工油箱薄壁件，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，消除薄壁件加工前的内应力；

第二步，利用装夹机构对薄壁件进行加工前装夹；

第三步，安装厚度扫描装置对薄壁件壁厚参数m和曲面厚度参数n实时监测并显示；同时，利用加工机床对薄壁件薄壁件内、外圆及端面进行粗加工和半精加工，加工过程中依据厚度扫描装置显示的壁厚参数m和曲面厚度参数n调整加工机床的相关设置加工参数；

第四步，消除薄壁件加工过程中的加工应力；

第五步，精加工薄壁件；

所述厚度扫描装置包括板材厚度扫描测量仪、曲面厚度扫描测量仪以及主机，所述厚度扫描测量仪和所述主机之间通过以太网接口电性连接，信息交互协议为Web协议；所述曲面厚度扫描测量仪和所述主机之间通过以太网接口电性连接，信息交互协议为Web协议；

所述主机的电脑内安装有接收管理软件程序，所述主机的数据库接收并存储厚度扫描测量仪测量的壁厚参数m和曲面厚度扫描测量仪测量的曲面厚度参数n，所述主机的显示屏将所述壁厚参数m和所述曲面厚度参数n实时显示并依据加工时间绘制参数m、n变化曲线图。

2.根据权利要求1所述的一种消耗油箱薄壁加工工艺，其特征在于：所述第一步中和第四步中，内应力的消除方法包括自然时效和人工时效。

3.根据权利要求2所述的一种消耗油箱薄壁加工工艺，其特征在于，所述人工时效包括，

热处理：对工件进行去应力退火，在160±5℃的条件下保温6h～8h；低温处理：对工件进行低温处理，在-80℃～-90℃的条件下冷冻10h；深冷处理：对工件进行深冷处理，在-180℃～-196℃的条件下冷冻36h。

4.根据权利要求1所述的一种消耗油箱薄壁加工工艺，其特征在于，薄壁件为铸件，对铸件：

1)热处理，消除内应力退火；

2)安装厚度扫描装置实时监测；

3)粗车、半精车内外圆及端面，并依据厚度扫描装置监测参数调节粗车、半精车的车削参数；

4)热处理，消除应力退火；

5)车削或磨削基准；

6)精车、精磨或其它精加工。

5.根据权利要求1所述的一种消耗油箱薄壁加工工艺，其特征在于，薄壁件为型材，对型材：

1)热处理，调整材料切削性能；

2)安装厚度扫描装置实时监测；

3)粗车、半精车内外圆及端面，并依据厚度扫描装置监测参数调节粗车、半精车的车削参数；

4)车削或磨削基准；

5)精车、精磨或其它精加工。

6.根据权利要求1所述的一种消耗油箱薄壁加工工艺，其特征在于：所述接收管理软件程序为由C语言编写的后台程序，它的功能是：

1)每当厚度扫描测量仪、曲面厚度扫描测量仪测量到加工薄壁件的壁厚参数m和曲面厚度参数n时，让主机数据库接收并存储厚度扫描测量仪测量的壁厚参数m和曲面厚度扫描测量仪测量的曲面厚度参数n；

2)将壁厚参数m和曲面厚度参数n依据加工时间绘制参数m/t、n/t变化曲线图，并实时显示在主机电脑显示屏上。

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