CN112192161A - 一种轴类凸台壳体零件加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轴类凸台壳体零件加工方法，包括如下步骤：①车削：夹持坯料外圆部分，车削圆柱构形，在尾端面上加工中心孔；②铣削：夹持圆柱中部，铣削凸台结构；③精铣削：通过中心孔定位和可转动固定，修整凸台结构；④抛光：夹持圆柱中部对深孔进行抛光。本发明能高效高质量的完成轴类凸台壳体零件的加工，产品表面质量高，尺寸精度稳定可靠，产品一致性好，而且工艺流程合理紧凑，生产效率高，操作便捷，劳动强度低，同时深孔内表面上的毛刺得到了快速去除且不损伤已加工好的深孔表面；另外，工序合理分配普通机床和数控加工中心，提高了普通机床使用率，降低了加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴类凸台壳体零件加工方法。
背景技术
在现代电子产品结构设计中，零件形状越来越复杂，要求越来越高，为了满足零件间相互定位面的配合及特殊场合的固定连接，常常会用到轴类凸台壳体零件。轴类凸台壳体零件往往包括深孔、外圆、径向孔、圆弧面上凸台或法兰等结构特征，在凸台或法兰上还设置也常常设有安装孔。由于轴类凸台壳体零件形状不规则，在圆柱外表面多个方向有凸台，在加工时存在装夹定位困难、找正时间长、多次装夹变形和加工基准不统一等问题，导致零件生产周期长、加工质量难以保证。如图1所示轴类凸台壳体零件，圆柱1右端面2设置有腰形凸台4、矩形凸台5，左端面3设置有方形凸台6，腰形凸台4上有安装孔8，矩形凸台5、方形凸台6均设置有安装孔，右端面2上沿着轴线设有深孔7，深孔7深度超过方形凸台6上最远端安装孔的位置。
目前加工如图1所示轴类凸台壳体零件，主要采用的方法是：(1)车削加工：车削加工圆柱体，并在左端面3增加圆柱工艺夹头；钻削、镗削深孔7。(2)数控铣削：用三爪卡盘夹持增加的圆柱工艺夹头，在五轴加工中心上铣削加工零件外形轮廓并加工凸台上的安装孔。(3)车削加工：用弹簧夹套套在圆柱体的中间部位，避开凸台，然后装夹在车床的三爪卡盘上，车削加工去除左端面上增加的工艺夹头。(4)钳工：去除毛刺及飞边。
采用上述加工方法，主要缺陷和不足：(1)采用三爪卡盘夹持增加的工艺夹头进行五轴数控铣削，翻转加工时零件处于悬臂，导致刚性不足，易产生颤振，尺寸精度和表面质量差；在竖直状态下，铣刀长度也较长，导致刀具刚性不足，易产生让刀现象，加工零件直线度不好，易形成锥度。(2)把零件铣加工内容全部放在五轴加工中心上，材料去除率大，加工成本高，同时也造成其它普通机床闲置。(3)由于轴类凸台壳体零件轴心位置设置有深孔，而且深孔深度超过凸台上最远端安装孔的位置。在加工凸台上的安装孔时，加工毛刺会内翻与深孔圆柱表面，钳工去除毛刺时相当费时费力，而且很容易损伤已加工好的深孔表面。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种轴类凸台壳体零件加工方法，该轴类凸台壳体零件加工方法能高效高质量的完成轴类凸台壳体零件的加工，产品表面质量高，尺寸精度稳定可靠，产品一致性好，而且工艺流程合理紧凑。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种轴类凸台壳体零件加工方法，包括如下步骤：
①车削：夹持坯料外圆部分，车削圆柱构形，在尾端面上加工中心孔；
②铣削：夹持圆柱中部，铣削凸台结构；
③精铣削：通过中心孔定位和可转动固定，修整凸台结构；
④抛光：夹持圆柱中部对深孔进行抛光。
所述步骤②中通过数控机床进行加工。
所述中心孔位于尾端面圆部的中心点上，并与坯料的圆柱构形同轴。
所述步骤④中，对深孔进行抛光时，以弹簧夹套套在圆柱的中间部位。
所述数控机床为五轴加工中心。
所述步骤①中，还进行深孔钻削加工。
所述深孔钻削加工以多步逐步扩孔进行。
所述深孔为盲孔。
所述中心孔为盲孔。
本发明的有益效果在于：能高效高质量的完成轴类凸台壳体零件的加工，产品表面质量高，尺寸精度稳定可靠，产品一致性好，而且工艺流程合理紧凑，生产效率高，操作便捷，劳动强度低，同时深孔内表面上的毛刺得到了快速去除且不损伤已加工好的深孔表面；另外，工序合理分配普通机床和数控加工中心，提高了普通机床使用率，降低了加工成本。
附图说明
图1是本发明一种实施方式中目标轴类凸台壳体零件的结构示意图；
图2是本发明一种实施方式的车削步骤中轴类凸台壳体零件的结构示意图；
图3是本发明一种实施方式的铣削步骤中轴类凸台壳体零件的结构示意图。
图中：1-圆柱、2-右端面、3-左端面、4-腰形凸台、5-矩形凸台、6-方形凸台、7-深孔、8-安装孔、9-圆柱Ⅰ、10-深孔Ⅰ、11-圆柱Ⅱ、12-工艺凸台、13-中心孔、14-腰形凸台Ⅰ。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
本发明提供一种轴类凸台壳体零件加工方法，包括如下步骤：
①车削：夹持坯料外圆部分，车削圆柱构形，在尾端面上加工中心孔13；
②铣削：夹持圆柱中部，铣削凸台结构；
③精铣削：通过中心孔13定位和可转动固定，修整凸台结构；
④抛光：夹持圆柱中部对深孔7进行抛光。
步骤②中通过数控机床进行加工。
中心孔13位于尾端面圆部的中心点上，并与坯料的圆柱构形同轴。
步骤④中，对深孔7进行抛光时，以弹簧夹套套在圆柱的中间部位。
数控机床为五轴加工中心。
步骤①中，还进行深孔钻削加工。
深孔钻削加工以多步逐步扩孔进行。
深孔为盲孔。
中心孔13为盲孔。
实施例1
采用上述方案，对如图1所示的轴类凸台壳体零件进行加工，实际具体操作按照如下步骤：
1、车削加工：
a、夹持毛坯外圆，平端面，车削加工圆柱Ⅰ9，圆柱Ⅰ9外圆直径与腰形凸台4、矩形凸台5上的点距离轴线的最大尺寸匹配，圆柱Ⅰ9的长度与矩形凸台5沿轴线方向的长度一致；钻削加工深孔Ⅰ10，然后扩孔加工，使孔的直径比深孔7的直径小2mm，深度比深孔7的深度浅1mm；镗削加工深孔Ⅰ10，使孔的直径比深孔7的直径小1mm，深度比深孔7的深度浅0.5mm。
b、调头夹持圆柱Ⅰ9，平端面，车削加工圆柱1，圆柱1的长度同矩形凸台5左侧面与方形凸台6右侧面之间的距离一致；车削加工圆柱Ⅱ11，圆柱Ⅱ11外圆直径与方形凸台6上的点距离轴线的最大尺寸匹配，圆柱Ⅱ11的长度与方形凸台6沿轴线方向的长度一致；车削加工工艺凸台12，工艺凸台12外圆直径与圆柱1外圆直径一致，工艺凸台12长度为4mm；在中心用中心钻A2/5制作中心孔13，中心孔13深度3.5mm。工序中零件结构如图2所示。
2、数控铣削加工：
a、将工件通过半圆环卡具托住圆柱1的中间部位并压紧，避开圆柱Ⅰ9、圆柱Ⅱ11，沿轴线方向水平放置并固定在五轴立式加工中心的工作台上，并找正校直。
b、五轴加工中心翻转工作台，使工件竖直，深孔Ⅰ10开口朝上，用立铣刀铣削圆柱Ⅰ9，加工完毕后形成矩形凸台5、腰形凸台Ⅰ14，并使圆弧直径与圆柱1直径一致；用中心钻点安装孔8，然后用直钻加工安装孔8，使安装孔8贯通；五轴加工中心翻转工作台，使工件竖直，深孔Ⅰ10开口朝下，用立铣刀铣削圆柱Ⅱ11，加工完毕后形成方形凸台6，并使圆弧直径与圆柱1直径一致；旋转角度，使方形凸台6上平面垂直于机床主轴，用中心钻点孔、直钻钻孔加工方形凸台6上的安装孔；旋转角度，使矩形凸台5上平面垂直于机床主轴，用中心钻点孔、直钻钻孔加工矩形凸台5上的安装孔。工序中零件结构如图3所示。
3、铣削加工：a、将工件沿轴线方向水平放置在立式铣床工作台上，采用分度头和顶尖一夹一顶的方式定位装夹工件：一端用顶尖顶住工艺凸台12端面上的中心孔13；另一端用分度头装夹堵头，堵头前端为圆柱，直径与深孔Ⅰ10直径匹配，另外堵头上设置圆柱销，圆柱销直径、位置均与安装孔8匹配，堵头前端伸入深孔Ⅰ10中，同时圆柱销插入安装孔8中；旋转分度头，在堵头和圆柱销的带动下，在顶尖的配合下，实现工件绕着轴线旋转。b、旋转分度头，使腰形凸台Ⅰ14的两侧面竖直平行于立式铣床主轴，用立铣刀加工腰形凸台Ⅰ14，去除腰形凸台4左端面与矩形凸台5左端面之间的材料，消减腰形凸台Ⅰ14的长度，使其形成腰形凸台4。加工时，先使铣刀底刃端面对齐圆柱1的母线，转动分度头，旋转角度需覆盖腰形凸台Ⅰ14两侧面上的点与轴心形成的扇形区域，然后再横向进给，直至加工到腰形凸台4的左端面为止。c、用三爪卡盘和弹性夹头夹持工件圆柱1中部位置，用端铣刀铣削去除工艺凸台12，形成如图1所示的外形轮廓。
4、钳工加工：去除工件外形轮廓上的毛刺及飞边。
5、车削加工：a、用弹簧夹套套在圆柱体的中间部位，避开凸台，然后装夹在车床的三爪卡盘上。b、镗削加工深孔7，内孔直径和底面上均留0.01-0.02mm余量。c、抛光深孔7圆弧面和底面，使尺寸和表面粗糙度达要求。抛光时，用羊毛毡通过航空橡胶液包裹粘接在圆柱体刀杆圆弧面和端面上，包裹后外圆直径比深孔7的直径大0.01-0.02mm，然后将刀杆装夹在车床顶尖尾座上。工件旋转后，将刀杆伸入内孔中，羊毛毡受到挤压，与工件内孔摩擦旋转，同时轴向进给，直至深孔7的底部，完成深孔7的抛光。
由此可见，本发明：
1、车加工工件圆柱本体和两端包含凸台的最大外接圆柱体，并粗镗深孔，充分利用了车削加工的高效率，材料去除率大，生产效率高，给后续铣加工或数控铣削创造了良好的加工条件，后续加工材料去除率大大减少。
2、车加工时增加工艺夹头，制作中心孔作为后续加工的顶尖孔，方便铣加工时的装夹定位，使加工基准统一，减小加工误差。
3、数控铣削采用水平放置装夹工件圆柱体中间部位，通过翻转或旋转角度铣削两端凸台外形轮廓，同时加工凸台上的安装孔。这种加工方式，工件刚性好，降低了铣刀长度，提高了刀具的刚性，零件表面质量高，尺寸精度稳定可靠，产品一致性好，生产效率高，操作便捷，劳动强度低。
4、采用一夹一顶定位装夹工件局部铣削腰形凸台，去除腰形凸台左端面与矩形凸台左端面之间的材料。加工时铣刀底刃端面对齐中间圆柱体的母线，转动分度头，使铣刀加工范围覆盖腰形凸台两侧面上的点与轴心形成的扇形区域。操作方便，零件表面质量好，生产效率高，劳动强度低。
5、精镗深孔，并用羊毛毡包裹刀杆的方式抛光深孔表面和底面，既使内孔尺寸精度和表面粗糙度达要求，同时去除了加工凸台上孔位时内翻于深孔表面的毛刺，避免了钳工去除毛刺时费时费力、易伤工件的缺陷。
6、工艺流程合理紧凑，工序合理分配普通机床和数控加工中心，提高了普通机床使用率，降低了加工成本。
Claims (9)
1.一种轴类凸台壳体零件加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
①车削：夹持坯料外圆部分，车削圆柱构形，在尾端面上加工中心孔(13)；
②铣削：夹持圆柱中部，铣削凸台结构；
③精铣削：通过中心孔(13)定位和可转动固定，修整凸台结构；
④抛光：夹持圆柱中部对深孔(7)进行抛光。
2.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件加工方法，其特征在于：所述步骤②中通过数控机床进行加工。
3.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件加工方法，其特征在于：所述中心孔(13)位于尾端面圆部的中心点上，并与坯料的圆柱构形同轴。
4.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件加工方法，其特征在于：所述步骤④中，对深孔(7)进行抛光时，以弹簧夹套套在圆柱的中间部位。
5.如权利要求2所述的轴类凸台壳体零件加工方法，其特征在于：所述数控机床为五轴加工中心。
6.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件加工方法，其特征在于：所述步骤①中，还进行深孔钻削加工。
7.如权利要求6所述的轴类凸台壳体零件加工方法，其特征在于：所述深孔钻削加工以多步逐步扩孔进行。
8.如权利要求6所述的轴类凸台壳体零件加工方法，其特征在于：所述深孔为盲孔。
9.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件加工方法，其特征在于：所述中心孔(13)为盲孔。
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