CN112658608A - 一种薄壁零件加工方法以及薄壁零件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种薄壁零件加工方法以及薄壁零件，采用该薄壁零件加工方法，可避免加工过程中可能出现的薄壁零件易变性导致所加工的薄壁零件尺寸精度较低的问题。所述薄壁零件包括至少两个部分，所述方法包括：对由所述至少两个部分构成的薄壁零件整体进行粗加工，其中，所述粗加工用于指示对所述薄壁零件的加工尺寸留有第一余量；去除经过粗加工获得的薄壁零件的残余应力；对去除残余应力的所述第一零件进行精加工，所述精加工用于指示对所述薄壁零件的加工尺寸留有第二余量，所述第二余量小于所述第一余量；去除经过精加工获得的薄壁零件的残余应力，并对获得的薄壁零件进行校形；对校形后的薄壁零件进行切割处理，获得所述至少两个部分。
Description
技术领域
本申请涉及机械制造业领域，尤其涉及一种薄壁零件加工方法以及薄壁零件。
背景技术
薄壁零件具有结构紧凑、总质量轻等优点，被广泛应用于航空航天领域中。但由于薄壁零件较薄，所以在加工薄壁零件过程中，常会出现装夹困难、刀具振动、零件变形等问题，尤其是开放式的薄壁零件，这些问题更为突出。
发明内容
本申请实施例提供了一种薄壁零件加工方法以及薄壁零件，采用该薄壁零件加工方法，可避免加工过程中可能出现的薄壁零件易变性导致所加工的薄壁零件尺寸精度较低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种薄壁零件加工方法，该方法用于加工薄壁零件，这里的薄壁零件是相对而言的，即该零件的厚度小于一定阈值可称为是薄壁零件，所述薄壁零件包括至少两个部分，所述方法包括：
对由所述至少两个部分构成的薄壁零件整体进行粗加工，其中，所述粗加工用于指示对所述薄壁零件的加工尺寸留有第一余量；
去除经过粗加工获得的薄壁零件的残余应力；
对去除残余应力的所述第一零件进行精加工，所述精加工用于指示对所述薄壁零件的加工尺寸留有第二余量，所述第二余量小于所述第一余量；
去除经过精加工获得的薄壁零件的残余应力，并对获得的薄壁零件进行校形；
对校形后的薄壁零件进行切割处理，获得所述至少两个部分。
本发明实施例考虑到针对薄壁零件的加工，由于零件较薄容易变形，因此本发明实施例针对有多个部分构成薄壁零件，可先整体加工，这样可减少零件变小的可能性，再对整体加工后的零件进行切换，获得多个部分。
可选的，所述薄壁零件为管状结构，对由所述至少两个部分构成的薄壁零件整体进行粗加工，包括：
按照所述第一余量对所述薄壁零件的内径和外径进行加工，所述第一余量位于2mm～3mm范围内；
按照所述第一余量对所述薄壁零件上设置的窗口进行加工，所述第一余量位于2mm～2.5mm范围内。
可选的，对去除残余应力的所述第一零件进行精加工，包括：
按照所述第二余量对所述薄壁零件进行精加工，所述第二余量小于或等于1mm。
可选的，对所述薄壁零件进行精加工时，精加工所述至少两个部分采用同一套夹具，可进一步减少零件的变形。
可选的，去除经过粗加工获得的薄壁零件的残余应力，包括：
对所述薄壁零件进行热处理，其中，热处理温度位于450℃～600℃内。
可选的，去除经过精加工获得的薄壁零件的残余应力，并对获得的薄壁零件进行校形包括：
采用穿芯轴的方式对所述薄壁零件进行热处理，其中，热处理温度位于450℃～600℃内。可进一步减少零件的变形。
可选的，对校形后的薄壁零件进行切割处理，获得所述至少两个部分，包括：
采用线切割的方式切割所述薄壁零件，获得所述至少两个部分。
可选的，所述薄壁零件的厚度小于或等于2mm。
第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种采用第一方面所述的方法制成的薄壁零件，该薄壁零件的厚度可小于或等于2mm。
本发明实施例考虑到针对薄壁零件的加工，由于零件较薄容易变形，因此本发明实施例针对有多个部分构成薄壁零件，可先整体加工，这样可减少零件变小的可能性，再对整体加工后的零件进行切换，获得多个部分，即获得多个零件。
附图说明
图1为本申请实施例中薄壁零件示意图；
图2为图1所示零件的尺寸图；
图3为本申请实施例中精加工车削工艺模型示意图；
图4为本申请实施例中精加工铣削工艺模型示意图；
图5为本申请实施例中精加工后模型示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
请参见图1，为本发明实施例需要加工完成的薄壁零件的结构示意图。该薄壁零件包括两个开口为半圆形零件(在本文中也称为开口半圆形零件)，这两个开口半圆形零件构成本发明实施例所述的薄壁零件。
应理解，任意一个开口半圆形零件的壁都较薄，例如小于或等于2mm，单独加工一个开口半圆形零件时，由于壁较薄，开口半圆形零件装夹困难，变形不易控制，即容易变形。为此，本发明实施例对图1所示的薄壁零件先整体加工，之后在对整体加工后的薄壁零件进行切割，获得两个开口半圆形零件。
应理解，图1所示的两个开口半圆形零件整合后，形成管状结构零件，如图3～图5任一所示。本发明实施例制作的薄壁零件的尺寸可参见图2，即薄壁零件的外圆直径例如为213mm，该薄壁零件的内径中间部位直径例如为209mm，两端有长为16mm，直径205mm的台阶，中间壁厚2mm，长度例如为184mm。
下面对本发明实施例提供的薄壁零件加工方法进行详细介绍。
请参见图3～图5为所述薄壁零件加工过程中所涉及到薄壁零件的结构示意图。
本发明实施例加工薄壁零件之前，可先制作用于加工薄壁零件的工装。例如首先可选用外径Φ220mm，内径195mm的管状材料作为制作薄壁零件的原材料，同时选用5A06铝合金作为制作堵盘的材料。
对原材料进行粗加工，即粗车原材料内圆、外圆及长度，留2-3mm余量，同时粗车需要在薄壁零件设置的窗口，留2mm余量。需要说明的是，断面不进行开口，保持闭合，即全程对两个开口半圆形零件进行整体加工。
对原材料进度粗加工之后，可对粗加工后的获得的零件进行热处理，例如采用450℃～600℃范围内的温度进行热处理，这样可去除零件的残余应力。
之后，可对粗加工以及热处理后的零件进行精加工。具体的，事先可制作两种工艺堵盘，其中一种用于半精加工，另一种用于精加工。例如可采用5A06铝合金制作直径为201mm和205mm两种规格的堵盘，其中直径为201mm的堵盘用于半精加工，直径为205mm的堵盘用于精加工。
请参见图3，将加工好的堵盘1固定在整体零件3内孔一侧，整体零件3的外圆蒙两层胶皮2，同时用三爪夹盘夹紧有堵盘1的一侧，此时，半精车整体零件3的内圆表面。
请参见图4，在半精车整体零件3的内圆之后，在整体零件3的内孔的另一侧固定另外一个堵盘4，同时整体零件3的外圆蒙两层胶皮2，并用三爪夹盘夹紧，此时，对整体零件3的外圆再进行半精车。半精车整体零件3的内圆和外圆之后，再次重复半精车步骤，以实现对整体零件3的内圆和外圆进行精车。在整体零件3的半精车过程中，可按照图2的方式对整体零件3进行装夹，例如使用V型刀片进行加工,车内孔，低转速，每次进刀量可为0.5mm，外径、内圆留有1mm加工量；在整体零件3的精车过程中，同样可使用V型刀片进行加工，车内孔，低转速，每次进刀0.5mm。
请继续参见图4，之后可采用与半精车和精车相同的装夹工艺和装夹方式对整体零件3进行铣工精加工，分别加工窗口和钻孔。可控制整体零件3的变形量在0.02～0.05mm之间，以满足需求。
请参见图5，对整体零件3精加工之后，可使用与整体零件3的内孔直径相同、大小为209mm的穿芯轴的方式进行对整体零件3进行热处理，以减小整体零件3的形变，消除残余应力。同时可通过穿芯轴的方式对热处理后的整体零件3进行校形。
之后对校形后的整体零件3进行线切割，将整体零件3分为两个，并将窗口切开，形成最终的两个开口半圆形零件。
采用本发明实施例提供的薄壁零件的加工方法加工薄壁零件，可减少加工过程中薄壁零件的残余应力，降低薄壁零件的变形。尤其是对开放是薄壁零件来说，能够实现加工壁厚小于或等于2mm的薄壁零件，且保证薄壁零件的变形满足实际需求。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种薄壁零件加工方法，其特征在于，所述薄壁零件包括至少两个部分，所述方法包括：
对由所述至少两个部分构成的薄壁零件整体进行粗加工，其中，所述粗加工用于指示对所述薄壁零件的加工尺寸留有第一余量；
去除经过粗加工获得的薄壁零件的残余应力；
对去除残余应力的所述第一零件进行精加工，所述精加工用于指示对所述薄壁零件的加工尺寸留有第二余量，所述第二余量小于所述第一余量；
去除经过精加工获得的薄壁零件的残余应力，并对获得的薄壁零件进行校形；
对校形后的薄壁零件进行切割处理，获得所述至少两个部分。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄壁零件为管状结构，对由所述至少两个部分构成的薄壁零件整体进行粗加工，包括：
按照所述第一余量对所述薄壁零件的内径和外径进行加工，所述第一余量位于2mm～3mm范围内；
按照所述第一余量对所述薄壁零件上设置的窗口进行加工，所述第一余量位于2mm～2.5mm范围内。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对去除残余应力的所述第一零件进行精加工，包括：
按照所述第二余量对所述薄壁零件进行精加工，所述第二余量小于或等于1mm。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述薄壁零件进行精加工时，精加工所述至少两个部分采用同一套夹具。
5.如权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，去除经过粗加工获得的薄壁零件的残余应力，包括：
对所述薄壁零件进行热处理，其中，热处理温度位于450℃～600℃内。
6.如权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，去除经过精加工获得的薄壁零件的残余应力，并对获得的薄壁零件进行校形包括：
采用穿芯轴的方式对所述薄壁零件进行热处理，其中，热处理温度位于450℃～600℃内。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对校形后的薄壁零件进行切割处理，获得所述至少两个部分，包括：
采用线切割的方式切割所述薄壁零件，获得所述至少两个部分。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述薄壁零件的厚度小于或等于2mm。
9.一种薄壁零件，其特征在于，所述薄壁零件由前述权利要求1-8任一项所述的方法制成。
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- 2020-12-14 CN CN202011476467.5A patent/CN112658608A/zh active Pending
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