CN112518237A - 一种铝合金镂空螺旋件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种铝合金镂空螺旋件的加工方法，属于机械加工领域。加工方法包括：提供铝合金棒，并将铝合金棒加工为镂空预螺旋件，镂空预螺旋件包括第一板件、第二板件和多根螺旋柱，多根螺旋柱连接在第一板件和第二板件之间；对镂空预螺旋件进行退火；在相邻两根螺旋柱之间填充低熔点合金；对第一板件进行粗加工，使得第一板件具有供部分螺旋柱伸出的通槽；对第二板件进行粗加工，使得第二板件的板面中部形成第一裂缝；去除低熔点合金；提供圆钢，并将圆钢加工为第三板件；将第三板件和镂空预螺旋件焊接在一起，以得到铝合金镂空螺旋件。本公开通过加工方法，可以提高铝合金镂空螺旋件的加工质量，降低产品报废率。

Description

一种铝合金镂空螺旋件的加工方法

技术领域

本公开属于机械加工领域，特别涉及一种铝合金镂空螺旋件的加工方法。

背景技术

铝合金镂空螺旋件是一种常见的机械零件(如图1所示)，其一般包括第一法兰、中间法兰、第二法兰和多根方形截面的螺旋柱组成。该铝合金镂空螺旋件在机械领域有着较为广泛的应用。

常见的铝合金镂空螺旋件通常由整个棒材车铣加工得到。

然而，采用上述方法制作时，由于铝合金镂空螺旋件的材质为铝合金，而铝合金的热膨胀系数较大，硬度相对较小，所以在加工过程中铝合金易产生加工变形。进而导致生产废品率高，浪费成本。

发明内容

本公开实施例提供了一种铝合金镂空螺旋件的加工方法，可以提高铝合金镂空螺旋件的加工质量，降低产品报废率。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种铝合金镂空螺旋件的加工方法，所述加工方法包括：

提供铝合金棒，并将所述铝合金棒加工为镂空预螺旋件，所述镂空预螺旋件包括第一板件、第二板件和多根螺旋柱，多根所述螺旋柱连接在所述第一板件和所述第二板件之间；

对所述镂空预螺旋件进行退火；

在相邻两根所述螺旋柱之间填充低熔点合金；

对所述第一板件进行粗加工，使得所述第一板件具有供部分所述螺旋柱伸出的通槽；

对所述第二板件进行粗加工，使得所述第二板件的板面中部形成第一裂缝；

去除所述低熔点合金；

提供圆钢，并将所述圆钢加工为第三板件；

将所述第三板件和所述镂空预螺旋件焊接在一起，以得到铝合金镂空螺旋件。

在本公开的又一种实现方式中，所述将所述铝合金棒加工为镂空预螺旋件，包括：

对所述铝合金棒的外圆进行车削，使得所述铝合金棒的两端形成第一板件和第二板件；

对所述铝合金棒的中部进行车削，使得所述铝合金棒内部形成内孔；

对所述铝合金棒的中部进行粗铣，使得所述铝合金棒的中部形成多根所述螺旋柱。

在本公开的又一种实现方式中，所述对所述镂空预螺旋件进行退火，包括：

将所述镂空预螺旋件置于180±5℃中，并保温8-10h去应力退火。

在本公开的又一种实现方式中所述在相邻两根所述螺旋柱之间填充低熔点合金，包括：

将位于所述第一板件和所述第二板件之间的所述螺旋柱置于密闭环境；

将所述低熔点合金引入到多根所述螺旋柱之间，并进行冷却。

在本公开的又一种实现方式中，所述去除低熔点合金包括：

将所述镂空预螺旋件放入沸水中，以去除低熔点合金。

在本公开的又一种实现方式中，所述去除所述低熔点合金之后，所述加工方法还包括：

对所述镂空预螺旋件进行退火；

在相邻两根所述螺旋柱之间填充低熔点合金；

对所述第一板件和第二板件进行二次加工。

在本公开的又一种实现方式中，所述提供圆钢，并加工得到第三板件，包括：

车削所述圆钢的外圆和中部，使得所述第三板件的中部形成第二裂缝和插槽。

在本公开的又一种实现方式中，所述将所述第三板件和所述镂空螺旋焊前件焊接在一起，包括：

通过电子束焊将伸出所述第一板件的通槽中的部分螺旋柱焊接在所述第三板件的插槽中。

在本公开的又一种实现方式中，所述将所述第三板件和所述镂空预螺旋件焊接在一起之后，所述加工方法还包括：

在相邻两根所述螺旋柱之间填充低熔点合金；

分别对所述第一板件、所述第三板件进行精加工；

去除所述低熔点合金。

在本公开的又一种实现方式中，所述将所述第三板件和所述镂空预螺旋件焊接在一起之后，所述加工方法还包括

在所述第三板件和所述第一板件之间填充低熔点合金；

对所述螺旋柱进行精加工；

去除所述低熔点合金。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过本公开实施例提供的铝合金镂空螺旋件的加工方法在加工如图1所示的铝合金镂空螺旋件时，首先，提供铝合金棒，并通过对铝合金棒材进行加工，可以得到镂空预螺旋件，使得铝合金棒的外形符合铝合金镂空螺旋件的大体轮廓。然后，通过对镂空预螺旋件进行退火，能够去除镂空预螺旋件的应力，减少后续的加工变形与避免裂纹的形成。并且，在退火之后，在镂空预螺旋件的相邻两根螺旋柱之间填充低熔点合金，这样可以通过低熔点合金将述镂空预螺旋件内部的螺旋柱相互连接，进而提高该镂空预螺旋件的刚性，防止在后续加工第一板件与第二板件时，镂空预螺旋件的刚性不足，而使得镂空预螺旋件发生振动，镂空预螺旋件破损或者出现加工误差等。接着，对第一板件和第二板件进行粗加工，使得镂空预螺旋件形成实际需要的结构。再接着，去除低熔点合金，并通过对圆钢进行加工，得到第三板件，将第三板件和镂空预螺旋件焊接在一起，便可得到铝合金镂空螺旋件，即完成了整个铝合金镂空螺旋件的加工过程。

本公开实施例提供的铝合金镂空螺旋件的加工方法，由于在加工第一板件和第二板件之前，通过注入低熔点合金使得镂空预螺旋件内部的螺旋柱相互连接，进而提高该镂空预螺旋件的刚性，有效控制零件的加工变形，保证铝合金镂空螺旋件的加工质量，降低产品报废率，节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的铝合金镂空螺旋件的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的铝合金镂空螺旋件的加工方法的流程图；

图3是本公开实施例提供的另一种铝合金镂空螺旋件的加工方法的流程图；

图4是本公开实施例提供的铝合金棒材的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的镂空预螺旋件的结构示意图；

图6是图5沿A-A方向的剖视图；

图7是本公开实施例提供的镂空预螺旋件在粗加工后的结构示意图；

图8是图7的右视图；

图9是图7的左视图；

图10是镂空预螺旋件在经过二次加工后的结构示意图；

图11是图10的右视图；

图12是图10的左视图；

图13是第三板件的左视图；

图14是第三板件和镂空预螺旋件整体结构示意图；

图15是图14的右视图。

图中各符号表示含义如下：

1、第一板件；11、方形槽；

2、第二板件；21、第一裂缝；22、半圆环；

3、螺旋柱；

4、第三板件；41、第二裂缝；42、插槽。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

为了更清楚的说明铝合金镂空螺旋件的加工方法，首先结合图1介绍一下该铝合金镂空螺旋件结构。

图1是本公开实施例提供的铝合金镂空螺旋件的结构示意图，结合图1，该铝合金镂空螺旋件包括第一板件1、第二板件2、多根螺旋柱3和第三板件4，第一板件1、和第二板件2连接在多根螺旋柱3的两端。

第一板件1中部具有贯通第一板件1两端面的方形槽11。第二板件2为断开式的环形结构，第二板件2中部具有第一裂缝21。第二板件2包括两个相互间隔的半圆环。第三板件4为断开式的方形板状结构件，第三板件4的中部具有第二裂缝41用于插装螺旋柱3端部的插槽42。

螺旋柱3可以为四根，四根螺旋柱3中的其中两根螺旋柱的第一端均穿过方形槽11连接在第三板件4的插槽42底部。四根螺旋柱3中的其中两根螺旋柱的第二端分别连接在第二板件2的两个半圆环22上。四根螺旋柱3中的剩余两根螺旋柱的第一端位于方形槽11的相反两侧并连接在第一板件1上，四根螺旋柱3中的剩余两根螺旋柱的第二端连接第二板件2的两个半圆环22上。

当然，可以理解，以上铝合金镂空螺旋件中螺旋柱的数量可以为其他数量，并不局限于四根，也可以为六根等，根据具体使用情况进行设置。相应的，连接方式也并不一定如上面式，也可以根实际需求做适应性改变，对此，本公开不作任何限制。

图2是本公开实施例提供的铝合金镂空螺旋件的加工方法的流程图，结合图2，本公开实施例提供了一种铝合金镂空螺旋件的加工方法，如图1所示，加工方法包括：

S201：提供铝合金棒，并将铝合金棒加工为镂空预螺旋件，镂空预螺旋件包括第一板件、第二板件和多根螺旋柱，多根螺旋柱连接在第一板件和第二板件之间。

S202：对镂空预螺旋件进行退火。

S203：在相邻两根螺旋柱之间填充低熔点合金。

S204：对第一板件进行粗加工，使得第一板件具有供部分螺旋柱伸出的通槽。

S205：对第二板件进行粗加工，使得第二板件的板面中部形成第一裂缝。

S206：去除低熔点合金；

S207：提供圆钢，并将圆钢加工为第三板件；

S208：将第三板件和镂空预螺旋件焊接在一起，以得到铝合金镂空螺旋件。

通过本公开实施例提供的铝合金镂空螺旋件的加工方法在加工如图1所示的铝合金镂空螺旋件时，首先，提供铝合金棒，并通过对铝合金棒材进行加工，可以得到镂空预螺旋件，使得铝合金棒的外形符合铝合金镂空螺旋件的大体轮廓。然后，通过对镂空预螺旋件进行退火，能够去除镂空预螺旋件的应力，减少后续的加工变形与避免裂纹的形成。并且，在退火之后，在镂空预螺旋件的相邻两根螺旋柱之间填充低熔点合金，这样可以通过低熔点合金将述镂空预螺旋件内部的螺旋柱相互连接，进而提高该镂空预螺旋件的刚性，防止在后续加工第一板件与第二板件时，镂空预螺旋件的刚性不足，而使得镂空预螺旋件发生振动，镂空预螺旋件破损或者出现加工误差等。接着，对第一板件和第二板件进行粗加工，使得镂空预螺旋件形成实际需要的结构。再接着，去除低熔点合金，并通过对圆钢进行加工，得到第三板件，将第三板件和镂空预螺旋件焊接在一起，便可得到铝合金镂空螺旋件，即完成了整个铝合金镂空螺旋件的加工过程。

本公开实施例提供的铝合金镂空螺旋件的加工方法，由于在加工第一板件和第二板件之前，通过注入低熔点合金使得镂空预螺旋件内部的螺旋柱相互连接，进而提高该镂空预螺旋件的刚性，有效控制零件的加工变形，保证铝合金镂空螺旋件的加工质量，降低产品报废率，节约成本。

图3是本公开实施例提供的另一种铝合金镂空螺旋件的加工方法的流程图，结合图3，加工方法包括：

S301：提供铝合金棒，并将铝合金棒加工为镂空预螺旋件，镂空预螺旋件包括第一板件、第二板件和多根螺旋柱，多根螺旋柱连接在第一板件和第二板件之间。

示例性地，步骤301可以通过以下方式进行实现：

首先，对铝合金棒的外圆进行车削，使得铝合金棒的两端形成第一板件和第二板件。

接着，对铝合金棒的中部进行车削，使得铝合金棒内部形成内孔(参见图4中的标号101)。

图4是本公开实施例提供的铝合金棒材的结构示意图，结合图4，本实施例中，铝合金棒材(图中标号为100)为圆柱状，通过在铝盒棒材的外缘进行车削加工，使得铝合金棒材的两端分别形成第一板件(图中标号为1)和第二板件(图中标号为2)，并对铝合金棒的中部进行车削，使得铝合金棒内部形成内孔(图中标号为101)。

然后，对铝合金棒的中部进行粗铣，使得铝合金棒的中部形成多根螺旋柱。

图5是本公开实施例提供的镂空预螺旋件的结构示意图，结合图5，本实施例中，通过对铝合金棒材进行铣削，使得铝合金棒材的沿其轴向形成多根螺旋柱(图中标号为3)，进而得到镂空预螺旋件。

图6是图5沿A-A方向的剖视图，结合图6，镂空预螺旋件中包括四根螺旋柱。

S302：对镂空预螺旋件进行退火。

示例性地，步骤302可以通过以下方式进行实现：

将镂空预螺旋件置于180±5℃中，并保温8-10h去应力退火。

在上述实现方式中，通过将镂空预螺旋件置于高温炉中，使得炉温处于180±5℃，并保温，能够消除镂空预螺旋件中的残余应力，进而稳定尺寸，减少镂空预螺旋件的变形与产生裂纹的倾向，同时也能够细化内部晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

S303：在相邻两根螺旋柱之间填充低熔点合金。

示例性地，步骤S303可以通过以下方式进行实现：

首先，将位于第一板件和第二板件之间的螺旋柱置于密闭环境；

然后，将低熔点合金引入到多根螺旋柱之间，并进行冷却。

在上述实现方式中，由于镂空预螺旋件是内外贯通的，所以为了方便将低熔点合金注入在镂空螺旋件中，必须要使得镂空预螺旋件位于第一板件和第二板件之间的螺旋柱处于密闭环境才可以。

另外，通过注入低熔点合金能够使得镂空预螺旋件的螺旋柱之间相互连接，进而增加该镂空预螺旋件的整体刚度，为了后续步骤S304-S305中加工第一板件和第二板件提前做准备。

而且，之所以注入低熔点合金，也是为了方便在加工第一板件和第二板件之后，能够快速将低熔点合金去除。同时通过冷却可以快速的将低熔点合金与螺旋柱之间相互固连。

示例性地，低熔点合金可以为铋锡合金。

S304：对第一板件进行粗加工，使得第一板件具有供部分螺旋柱伸出的通槽。

S305：对第二板件进行粗加工，使得第二板件的板面中部形成第一裂缝。

在上述实现方式中，通过对第一板件和第二板件进行粗加工，便可得到如图7所示的镂空预螺旋件在粗加工后的结构件。

图8是图7的右视图，结合图8，本实施中，通过铣镂空预螺旋件的第二板件，使得第二板件中部形成第一裂缝(图中的21)，便可快速加工出镂空合金件的第二板件的粗型。

图9是图7的左视图，结合图9，本实施中，通过铣镂空合金件的的第一板件，使得第一板件中部贯通形成方形槽(图中的11)，并使得其中两根螺旋柱的第一端伸出第一板件的方形槽，这样便可快速加工出镂空预螺旋件的第一板件的粗型。

S306：去除低熔点合金。

示例性地，步骤306可以通过以下方式进行实现：

将镂空预螺旋件放入沸水中，以去除低熔点合金。

在上述实现方式中，由于填充在镂空合金件中的低熔点合金的熔点较低，所以将镂空预螺旋件直接放入沸水中时，便可使得低熔点合金熔化分离，即可去除镂空预螺旋件中填充的低熔点合金。

S307：对镂空预螺旋件进行二次加工。

示例性地，步骤307可以通过以下方式进行实现：

(1)对镂空预螺旋件进行退火。

在上述实现方式中，退火能够进一步消除镂空预螺旋件中的残余应力，进而稳定尺寸，减少镂空预螺旋件的变形与产生裂纹的倾向，同时也能够细化内部晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

具体退火工艺与步骤302完全相同，这里不再赘述。

(2)在相邻两根螺旋柱之间填充低熔点合金。

由于退火之后会引起的镂空预螺旋件尺寸的变形，所以需要再次对第一板件和第二板件进行二加工。而为了避免镂空预螺旋件的刚性不足，同样在镂空预螺旋件的螺旋柱之间填充低熔点合金。

上述填充低熔点合金的操作方式与步骤S303完全相同，这里不再赘述。

(3)对第一板件和第二板件进行二次加工。

在上实现方式中，通过对第一板件和第二板件进行二次加工，可以消除在退火之后引起的变形，同时也方便后续镂空预螺旋件在与第三板件焊接时，能够使得第一板件和第二板件与焊机装配。

图10是镂空预螺旋件在经过二次加工后的结构示意图。在进行二次加工时，对第一板件的外缘和方形槽进行再次加工(详见图11)，使得第一板件符合实际需求的结构与尺寸。同时，对第二板件的外缘与第一裂缝进行再次加工(详见图12)。

S308：提供圆钢，并将圆钢加工为第三板件。

示例性地，步骤308可以通过以下方式进行实现：

车削圆钢的外圆和中部，使得第三板件的中部形成第二裂缝和插槽。

在上述实现方式中，通过车削圆钢的外圆和中部，去除圆钢的大部分余量，便可得到第三板件。

图13是第三板件的左视图，结合图13，第三板件的中部具有第二裂缝(图中的41)和插槽(图中未示出)。插槽位于第三板件朝向第一板件的一侧面。

S309：将第三板件和镂空螺旋焊前件焊接在一起。

示例性地，步骤309可以通过以下方式进行实现：

通过电子束焊将伸出第一板件的通槽中的部分螺旋柱焊接在第三板件的插槽中。

图14是第三板件和镂空预螺旋件整体结构示意图，结合图14，第一板件的两根伸出通槽中的螺旋柱焊接第三板件上。

图15是图14的右视图，结合图15，本实施例中，第三板件的外径大于第第一板件的外径，第一板件的外径大于第二板件的外径。

S310：在相邻两根螺旋柱之间填充低熔点合金。

在上述实现方式中，为了保证在后续加工第三板件和第一板件，该镂空预螺旋件的加工刚性，在螺旋柱之间浇注低熔点合金。

S311：分别对第一板件、第三板件进行精加工。

在上述实现方式中，通过对第一板件、第二板件和第三板件进行精加工，使得第一板件、第二板件和第三板件的外形及端面至到位尺寸，以便符合实际生产需求。

本实施例中，通过步骤S312便可得到如图13所示的结构。

S312：去除低熔点合金。

S313：在第三板件和第一板件之间填充低熔点合金。

在上述实现方式中，为增强加工螺旋柱时，第三板件和第二板件、第一板件的刚性，在第一板件与第三板件之间填充低熔点合金，具体填充方式可以仿照步骤S303这里不再赘述。

S314：对螺旋柱进行精加工。

加工螺旋柱，使得螺旋柱的方形截面达到位尺寸。

S315：去除低熔点合金。

在上述实现方式中，去除低熔点合金和步骤S306相同，这里不再赘述。

本公开实施例提供的铝合金镂空螺旋件的加工方法，主要是将镂空螺旋件划分为第三板件和镂空预螺旋件两部分，分别独立加工其两部分，然后将二者焊接在一起，最后在对二者进行整体的精加工。

在进行加工镂空预螺旋件时，为了有效控制镂空预螺旋件的加工变形，在镂空预螺旋件中的螺旋柱之间填充低熔点合金，增加其刚性，避免在加工过程中螺旋柱出现断裂或者其他损坏问题。

本技术方案可以有效控制铝合金镂空螺旋件的机加工变形和焊接变形，提高装夹刚性，保证铝合金镂空螺旋件的加工质量，降低产品报废率。

以上仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝合金镂空螺旋件的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：

提供铝合金棒，并将所述铝合金棒加工为镂空预螺旋件，所述镂空预螺旋件包括第一板件、第二板件和多根螺旋柱，多根所述螺旋柱连接在所述第一板件和所述第二板件之间；

对所述镂空预螺旋件进行退火；

在相邻两根所述螺旋柱之间填充低熔点合金；

对所述第一板件进行粗加工，使得所述第一板件具有供部分所述螺旋柱伸出的通槽；

对所述第二板件进行粗加工，使得所述第二板件的板面中部形成第一裂缝；

去除所述低熔点合金；

提供圆钢，并将所述圆钢加工为第三板件；

将所述第三板件和所述镂空预螺旋件焊接在一起，以得到铝合金镂空螺旋件。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述将所述铝合金棒加工为镂空预螺旋件，包括：

对所述铝合金棒的外圆进行车削，使得所述铝合金棒的两端形成第一板件和第二板件；

对所述铝合金棒的中部进行车削，使得所述铝合金棒内部形成内孔；

对所述铝合金棒的中部进行粗铣，使得所述铝合金棒的中部形成多根所述螺旋柱。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述对所述镂空预螺旋件进行退火，包括：

将所述镂空预螺旋件置于180±5℃中，并保温8-10h去应力退火。

4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述在相邻两根所述螺旋柱之间填充低熔点合金，包括：

将位于所述第一板件和所述第二板件之间的所述螺旋柱置于密闭环境；

将所述低熔点合金引入到多根所述螺旋柱之间，并进行冷却。

5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述去除低熔点合金，包括：

将所述镂空预螺旋件放入沸水中，以去除低熔点合金。

6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述去除所述低熔点合金之后，所述加工方法还包括：

对所述镂空预螺旋件进行退火；

在相邻两根所述螺旋柱之间填充低熔点合金；

对所述第一板件和第二板件进行二次加工。

7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述提供圆钢，并加工得到第三板件，包括：

车削所述圆钢的外圆和中部，使得所述第三板件的中部形成第二裂缝和插槽。

8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述将所述第三板件和所述镂空螺旋焊前件焊接在一起，包括：

通过电子束焊将伸出所述第一板件的通槽中的部分螺旋柱焊接在所述第三板件的插槽中。

9.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述将所述第三板件和所述镂空预螺旋件焊接在一起之后，所述加工方法还包括：

在相邻两根所述螺旋柱之间填充低熔点合金；

分别对所述第一板件、所述第三板件进行精加工；

去除所述低熔点合金。

10.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述将所述第三板件和所述镂空预螺旋件焊接在一起之后，所述加工方法还包括：

在所述第三板件和所述第一板件之间填充低熔点合金；

对所述螺旋柱进行精加工；

去除所述低熔点合金。

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