CN112338457B - 一种圆环薄壁工件加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种圆环薄壁工件加工工艺，所述第一工装包括第一环形盘和第一限位环，所述第二工装包括第二环形盘和第二限位环，所述第三工装包括底盘和支撑主体，包括以下加工步骤：S1：下料，物料形状为圆柱状；S2：通过加工中心在物料中部铣一圆柱；S3：将物料装夹于所述第一工装上，使得物料外侧壁与所述第一限位环内侧壁相贴紧；S4:将物料内侧壁的直径加工为要求尺寸；S5：将物料装夹于所述第二工装上，使得物料内侧壁与所述第二限位环外侧壁相贴紧；S6：将物料外侧壁的直径加工为要求尺寸；S7：将物料固定于所述底盘上，对物料外侧壁进行加工。本发明可有效改善传统加工工艺在加工薄壁工件时通常会导致工件外壁被挤压从而圆度不够的问题。

Description

一种圆环薄壁工件加工工艺

技术领域

本发明涉及加工工艺领域，具体而言，涉及一种圆环薄壁工件加工工艺。

背景技术

圆环薄壁工件由于产品的壁厚十分薄同时对其圆度要求较高，目前传统加工方式常常从外侧通过常规工装进行夹持再进行各个工序的加工，一方面由于工装的压紧力时常会导致薄壁工件被挤压使其圆度不够，另一方面假如加工过程中进给过快，或者切削量太多，就会出现振刀痕迹，进给过慢，就会导致加工效率低下，加上经常缠屑，必须需要专人时刻盯着加工，加工良品率很低同时浪费了很多人力成本。

鉴于此，本申请发明人发明了一种圆环薄壁工件加工工艺。

发明内容

本发明提供了一种圆环薄壁工件加工工艺，旨在改善传统加工工艺在加工薄壁工件时通常会导致工件外壁被挤压从而圆度不够的问题，无法保护加工精度的问题。

本发明是这样实现的：

一种圆环薄壁工件加工工艺，应用了加工工装组，所述加工工装组包括第一工装、第二工装和第三工装；所述第一工装包括第一环形盘和设置于所述第一环形盘上的第一限位环，所述第二工装包括第二环形盘和设置于所述第二环形盘上的第二限位环，所述第三工装包括底盘和设置于所述底盘上的支撑主体，所述支撑主体设置有若干个第一让位槽，包括以下加工步骤：

S1：下料，物料形状为圆柱状；

S2：通过加工中心在物料中部铣一圆柱，将物料加工为圆环状；

S3：将物料装夹于所述第一工装上，使得物料外侧壁与所述第一限位环内侧壁相贴紧；

S4:将物料内侧壁的直径加工为要求尺寸；

S5：将物料装夹于所述第二工装上，使得物料内侧壁与所述第二限位环外侧壁相贴紧；

S6：将物料外侧壁的直径加工为要求尺寸；

S7：将物料固定于所述底盘上，使得物料内侧壁与所述支撑主体外侧壁相贴紧，通过所述第一让位槽的让位作用对物料外侧壁进行加工。

作为进一步改进，所述第三工装进一步包括支撑上盖和压紧上盖，所述压紧上盖设置于所述支撑上盖上方，所述S7步骤中进一步包括：将支撑上盖设置于物料上，并通过压紧上盖将支撑上盖压紧于物料上表面。

作为进一步改进，所述第三工装进一步包括支撑内柱和支撑内圈，所述支撑内柱竖直固定于所述底盘上，所述支撑内圈套设于所述支撑内柱外，所述支撑主体套设于所述支撑内圈外。

作为进一步改进，所述底盘上设置有基准平面，所述底盘上开设有若干个定位孔。

作为进一步改进，所述第一工装进一步包括第三限位环，所述第三限位环设置于所述第一限位环内圈且与所述第一限位环同心设置，所述S4步骤之后进一步包括S41：使得物料内侧壁与所述第三限位环外侧壁相贴紧，将物料内侧壁向下加工以形成一高度与所述第三限位环高度平齐的台阶面。

作为进一步改进，所述支撑上盖设置有若干个第二让位槽，所述S7步骤之后进一步包括步骤S8：将台阶面夹紧于所述支撑主体和所述支撑上盖之间，通过所述第二让位槽的让位作用对所述台阶面进行加工。

本发明的有益效果是：

1、本发明一种圆环薄壁工件加工工艺可以有效保证在加工内侧壁时首先通过第一工装来保证对物料的稳固固定，与传统直接使用夹持工装来对物料外壁向内进行夹持容易导致外壁被挤压变形相比，第一工装的应用更能在加工物料内壁时对物料的底部进行均匀稳定的固定，同理通过第二工装来保证加工物料外壁时的稳定性，最终通过支撑主体的向外支撑给物料内壁整体足够的支撑力以保证在第一让位槽的让位作用下，刀头可以在加工物料外侧壁上进行稳定地打孔或挖空的动作，相比传统人工直接在侧壁进行打孔或挖空加工动作更加便于操作及简便，整个工艺方法结合三个工装可以巧妙实现对薄壁物料工件整体包括内径、外径及侧壁上的部位的加工，通过各个工装的支撑力结合加工顺序来有效保证薄壁工件的加工精度，结构巧妙，操作方便。

2、本发明一种圆环薄壁工件加工工艺中采用第三限位环的作用一方面可以配合第一限位环从内外对物料进行稳定预固定，另一方面可以根据所需要加工的台阶面的高度来设置第三限位环高度从而保证在加工刀具自上而下加工物料内壁时保证刀具在设备有误差时最多只能下降至第三限位环表面不会继续往下加工从而影响到台阶面的尺寸精度，并在第一限位环侧面开设有多个螺丝孔，通过外部固定螺栓将物料进一步压紧在第一限位环侧壁，此处的台阶面常用于将薄壁工件主体与其他盖板或挡板进行可拆卸装配连接以形成一完整的圆柱状工件如清洗池、工艺腔等工业产品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一种圆环薄壁工件加工工艺的加工流程示意图；

图2是本发明一种圆环薄壁工件加工工艺所要加工的最终产品结构示意图；

图3是本发明一种圆环薄壁工件加工工艺中所使用的第一工装结构示意图；

图4是本发明一种圆环薄壁工件加工工艺中所使用的第一工装装夹物料后的装配结构示意图；

图5是本发明一种圆环薄壁工件加工工艺中所使用的第二工装结构示意图；

图6是本发明一种圆环薄壁工件加工工艺中所使用的第三工装结构示意图；

图7是本发明一种圆环薄壁工件加工工艺中所使用的第三工装爆炸结构示意图。

主要元件符号说明

10、第一工装；11、第一环形盘；12、第一限位环；13、第三限位环；

20、第二工装；21、第二环形盘；22、第二限位环；

30、第三工装；

31、底盘；311、基准平面；312、定位孔；

32、支撑主体；321、第一让位槽；

33、支撑上盖；331、第二让位槽；

34、压紧上盖；

35、支撑内柱；

36、支撑内圈；

X、台阶面。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具情况理解上述术语在本发明中的具含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参考图1至图7，实施例中，一种圆环薄壁工件加工工艺，应用了加工工装组，所述加工工装组包括第一工装10、第二工装20和第三工装30；所述第一工装10包括第一环形盘11和设置于所述第一环形盘11上的第一限位环12，所述第二工装20包括第二环形盘21和设置于所述第二环形盘21上的第二限位环22，所述第三工装30包括底盘31和设置于所述底盘31上的支撑主体32，所述支撑主体32设置有若干个第一让位槽321，包括以下加工步骤：

S1：下料，初始时物料形状为圆柱状；

S2：通过加工中心在物料中部铣一圆柱，将物料加工为圆环状；

S3：将物料装夹于车床上的所述第一工装10上，使得物料外侧壁与所述第一限位环12内侧壁相贴紧；

S4：将物料内侧壁的直径加工为要求尺寸，具体的，控制车刀先沿竖直方向自上而下将物料内壁削薄，下降至下述的第三限位环13表面处后，再沿水平方向以所要求的内径尺寸的圆弧轨迹进行车削，将物料内径最终加工为要求尺寸，此处可通过车刀分粗加工和精加工对内径进行加工；

S5：将物料从第一工装10上取下，并装夹于车床上的所述第二工装20上，使得物料内侧壁与所述第二限位环22外侧壁相贴紧；

S6：将物料外侧壁的直径加工为要求尺寸，具体的，控制车刀先沿竖直方向自上而下将物料整个外壁削薄，再沿水平方向以所要求的外径尺寸的圆弧轨迹进行车削，将物料外径最终加工为要求尺寸，此处可通过车刀分粗加工和精加工对外径进行加工；

S7：将物料从第二工装20上取下，并固定于所述底盘31上，使得物料内侧壁与所述支撑主体32外侧壁相贴紧，通过所述第一让位槽321的让位作用利用加工中心的五轴加工结构对物料外侧壁进行加工，如可通过钻头进行钻孔，或通过铣刀进行铣孔。

采用上述工艺方法可以有效保证在加工内侧壁时首先通过第一工装10来保证对物料的稳固固定，与传统直接使用夹持工装来对物料外壁向内进行夹持容易导致外壁被挤压变形相比，第一工装10的应用更能在加工物料内壁时对物料的底部进行均匀稳定的固定，同理通过第二工装20来保证加工物料外壁时的稳定性，最终通过支撑主体32的向外支撑给物料内壁整体足够的支撑力以保证在第一让位槽321的让位作用下，刀头可以在加工物料外侧壁上进行稳定地打孔或挖空的动作，相比传统人工直接在侧壁进行打孔或挖空加工动作更加便于操作及简便，整个工艺方法结合三个工装可以巧妙实现对薄壁物料工件整体包括内径、外径及侧壁上的部位的加工，通过各个工装的支撑力结合加工顺序来有效保证薄壁工件的加工精度，结构巧妙，操作方便。

请参考图6和图7，实施例中，所述第三工装30进一步包括支撑上盖33、压紧上盖34、支撑内柱35和支撑内圈36，所述支撑内柱35竖直固定于所述底盘31上，所述支撑内圈36套设于所述支撑内柱35外且与所述底盘31一体成型或固定连接，所述支撑主体32可拆卸式地套设于所述支撑内圈36外，所述压紧上盖34设置于所述支撑上盖33上方，所述S7步骤中进一步包括以下步骤：先将支撑主体32放置于所述底盘31上的支撑内圈36外，通过支撑内圈36对支撑主体32起到支撑作用以保证后续水平方向上的加工过程顺利进行，再将支撑上盖33放置于物料上，并通过压紧上盖34将支撑上盖33压紧于物料上表面，通过支撑上盖33先将物料进行预固定，同时支撑上盖33和压紧上盖34均开设有供所述支撑内柱35穿过的固定孔，所述支撑内柱35上部分开设有螺纹槽，最终通过螺母挤压压紧上盖34进而通过压紧上盖34对支撑上盖33的挤压力对物料稳固固定，除此之外，支撑主体32的可替换性也可以满足根据不同的薄壁工件侧面加工需求进行支撑主体32的更换，操作方便，可有效减少成本避免每生产一款薄壁产品都要对应设置一个第三工装30整体。

请参考图3和图4，所述第一工装10进一步包括第三限位环13，所述第三限位环13设置于所述第一限位环12内圈且与所述第一限位环12同心设置，所述S4步骤之后进一步包括S41：使得物料内侧壁与所述第三限位环13外侧壁相贴紧，将物料内侧壁向下加工以形成一高度与所述第三限位环13高度平齐的台阶面X，所述第三限位环13的作用一方面可以配合第一限位环12从内外对物料进行稳定预固定，另一方面可以根据所需要加工的台阶面的高度来设置第三限位环13高度从而保证在加工刀具自上而下加工物料内壁时保证刀具在设备有误差时最多只能下降至第三限位环13表面不会继续往下加工从而影响到台阶面的尺寸精度，并在第一限位环12侧面开设有多个螺丝孔，通过外部固定螺栓将物料进一步压紧在第一限位环12侧壁，此处的台阶面常用于将薄壁工件主体与其他盖板或挡板进行可拆卸装配连接以形成一完整的圆柱状工件如清洗池、工艺腔等工业产品，使用前台阶面X需通过下述步骤S8先行加工相关连接时需要配合的部位。

具体的，请参考图6和图7，所述支撑上盖33设置有若干个第二让位槽331，所述S7步骤之后进一步包括步骤S8：将台阶面夹紧于所述支撑主体32和所述支撑上盖33之间，通过所述第二让位槽331的让位作用对所述台阶面X进行加工，所述第二让位槽331可以是孔状通孔用于供连接件穿过也可以条形孔等各种类型的工艺孔用于供上盖或下盖的相关部位穿过起到让位作用，采用支撑上盖33一方面可以有效实现对物料的压紧作用，保证加工过程中不会位移，另一方面可以通过第二让位槽331的设置方便设备直接自上而下穿过支撑上盖33直接对台阶面进行对应加工，同时还能满足不拆装产品即可以通过第一让位槽321对。

所述底盘31上设置有基准平面311，所述基准平面311用于作为设备加工基准面的标识作用，同时所述底盘31上开设有若干个定位孔312用于设置螺栓将底盘31固定于设备机台上。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种圆环薄壁工件加工工艺，其特征在于，应用了加工工装组，所述加工工装组包括第一工装(10)、第二工装(20)和第三工装(30)；所述第一工装(10)包括第一环形盘(11)和设置于所述第一环形盘(11)上的第一限位环(12)，所述第二工装(20)包括第二环形盘(21)和设置于所述第二环形盘(21)上的第二限位环(22)，所述第三工装(30)包括底盘(31)和设置于所述底盘(31)上的支撑主体(32)，所述支撑主体(32)设置有若干个第一让位槽(321)，包括以下加工步骤：

S1：下料，物料形状为圆柱状；

S2：通过加工中心在物料中部铣一圆柱，将物料加工为圆环状；

S3：将物料装夹于所述第一工装(10)上，使得物料外侧壁与所述第一限位环(12)内侧壁相贴紧；

S4:将物料内侧壁的直径加工为要求尺寸；

S5：将物料装夹于所述第二工装(20)上，使得物料内侧壁与所述第二限位环(22)外侧壁相贴紧；

S6：将物料外侧壁的直径加工为要求尺寸；

S7：将物料固定于所述底盘(31)上，使得物料内侧壁与所述支撑主体(32)外侧壁相贴紧，通过所述第一让位槽(321)的让位作用对物料外侧壁进行加工。

2.根据权利要求1所述的圆环薄壁工件加工工艺，其特征在于，所述第三工装(30)进一步包括支撑上盖(33)和压紧上盖(34)，所述压紧上盖(34)设置于所述支撑上盖(33)上方，所述S7步骤中进一步包括：将支撑上盖(33)设置于物料上，并通过压紧上盖(34)将支撑上盖(33)压紧于物料上表面。

3.根据权利要求2所述的圆环薄壁工件加工工艺，其特征在于，所述第三工装(30)进一步包括支撑内柱(35)和支撑内圈(36)，所述支撑内柱(35)竖直固定于所述底盘(31)上，所述支撑内圈(36)套设于所述支撑内柱(35)外，所述支撑主体(32)套设于所述支撑内圈(36)外。

4.根据权利要求3所述的圆环薄壁工件加工工艺，其特征在于，所述底盘(31)上设置有基准平面，所述底盘(31)上开设有若干个定位孔。

5.根据权利要求4所述的圆环薄壁工件加工工艺，其特征在于，所述第一工装(10)进一步包括第三限位环(13)，所述第三限位环(13)设置于所述第一限位环(12)内圈且与所述第一限位环(12)同心设置，所述S4步骤之后进一步包括S41：使得物料内侧壁与所述第三限位环(13)外侧壁相贴紧，将物料内侧壁向下加工以形成一高度与所述第三限位环(13)高度平齐的台阶面。

6.根据权利要求5所述的圆环薄壁工件加工工艺，其特征在于，所述支撑上盖(33)设置有若干个第二让位槽(331)，所述S7步骤之后进一步包括步骤S8：将台阶面夹紧于所述支撑主体(32)和所述支撑上盖(33)之间，通过所述第二让位槽(331)的让位作用对所述台阶面进行加工。

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