CN113414554B - 一种大直径薄壁环类工件加工工艺及工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大直径薄壁环类工件加工工艺，用于将大直径薄壁环类工件的毛坯件加工成图纸要求的尺寸，包括以下工序，A、修改工件毛坯，在工件毛坯外径最大的一端增加一段工艺凸台，工艺凸台设置在工件毛坯的外侧；B、工件毛坯热处理去应力后，进行整圆处理，将圆度控制在1mm以内；C、车基准凸台；D、粗精车外径、内孔；E、粗精车工艺凸台及外径。一种大直径薄壁环类工件加工工装，包括上整形模、下整形模、工装a、工装b。采用以上加工工艺及工装装夹方式可以很好地减小加工变形问题，从而满足了图纸中相应的尺寸公差要求，满足了产品使用需求。可有效提高大直径薄壁环类工件的合格率，降低了制造成本，提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及机加工设备及工艺技术领域，尤其涉及一种大直径薄壁环类工件加工工艺及工装。
背景技术
机加工过程中会遇到大直径薄壁环类工件的加工工作，由于大直径薄壁环类工件壁厚较薄、工件外径大、结构单薄且刚性不足。加工时因受切削力、夹紧力等因素影响，容易造成工件加工后变形严重，不能达到图纸要求。
现有技术中，多采用专有夹具夹持工件进行加工，减小切削力对工件的影响，能够了一定的产品合购率，但仍存在大量的不合格品，造成经济损失，且浪费资源，制造成本得不到有效的减少。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，研制一种大直径薄壁环类工件加工工艺及工装，该加工工艺及工装，可有效提高大直径薄壁环类工件的合格率，降低了制造成本，提高了经济效益。
本发明解决技术问题的技术方案为：一方面，本发明的实施例提供了一种大直径薄壁环类工件加工工艺，用于将大直径薄壁环类工件的毛坯件加工成图纸要求的尺寸，包括以下工序，
A、修改工件毛坯，在工件毛坯外径最大的一端增加一段工艺凸台，工艺凸台设置在工件毛坯的外侧；
B、工件毛坯热处理去应力后，进行整圆处理，将圆度控制在1mm以内；
C、车基准凸台；
D、粗精车外径、内孔；
E、粗精车工艺凸台及外径。
作为优化，所述工序B中的整圆处理包括以下步骤：a、将上整形模、下整形模分别安装固定在立式油压机的压头和工作台上，保证上下模有不低于20mm的分模距离；b、将工件放进整形模中，利用油压机将上下模合模后静止5～10秒钟分模；c、将工件旋转90度后重复以上整圆动作。
作为优化，所述工序C中的车基准凸台包括以下步骤：将工件毛坯利用车床三爪卡盘内撑并利用压板将工件固定在卡爪之上，粗精车基准凸台外径及端面。压板压工件内孔的凸台，加工毛坯外径及大外径侧的端面。车床三爪卡盘内撑压力不要超过0.5Mpa，防止工件装夹变形。
作为优化，所述工序D中的粗精车外径、内孔包括以下步骤：将工装a固定在数控车床上，打表找正工装a基准平面及内径，跳动值在0.05mm以内，然后将工件以工序C中加工的外径及端面为定位基准放置在工装a内，采用三点压紧方式将工件固定在工装a之上；粗精车外径、顶平面、内孔至图纸要求尺寸。车削时需采用锋利型不锈钢专用刀片以便减小切削力。工件毛坯的大外径侧放入工装a中，压紧工艺凸台对小外径端进行加工。
作为优化，所述工序E中的粗精车工艺凸台及外径包括以下步骤：将工装固定在数控车床上，打表找正工装b基准平面及内径，跳动值在0.05mm以内，然后将工件以工序D中加工的外径为定位基准放置在工装b内，采用三点压紧方式将工件固定在工装b之上；车掉工艺凸台、粗精车外径至图纸要求尺寸。工件毛坯的小外径侧放入工装b中，压紧工件内孔的凸台对大外径端进行加工。
另一方面，本发明的实施例提供了一种大直径薄壁环类工件加工工装，应用于大直径薄壁环类工件加工工艺，括上整形模、下整形模、工装a、工装b，上整形模和下整形模设置有与工件毛坯外形对应的凹槽，工装a和工装b为圆环形，工装a设置有与工件毛坯的工艺凸台端对应的凹槽a，工装b设置有与工件图纸尺寸的小外径端对应的凹槽b。
作为优化，所述凹槽a外圈设置有压紧块，凹槽b的内圈设置有压紧块。凹槽a外圈的压紧块可压紧工件毛坯的工艺凸台，凹槽b内圈的压紧块可压紧工件内孔的凸台。
作为优化，所述上整形模和下整形模的内腔与工件毛坯外径单边留有0.5mm间隙，以方便取模，上整形模和下整形模分模面距离为3mm，反弹距离不低于1mm，上下模工作表面需做热处理增加硬度，表面粗糙度不得低于Ra3.2。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：采用以上加工工艺及工装装夹方式可以很好地减小加工变形问题，从而满足了图纸中相应的尺寸公差要求，满足了产品使用需求。可有效提高大直径薄壁环类工件的合格率，降低了制造成本，提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明第一种实施例中工件的总体结构图。
图2为本发明第一种实施例中工件的正视图。
图3为本发明第一种实施例中工件的左视图。
图4为图3沿A-A方向的剖视图。
图5为本发明第一种实施例中修改毛坯的总体结构图。
图6为本发明第一种实施例中修改毛坯的正视图。
图7为本发明第一种实施例中修改毛坯的左视图。
图8为图7沿B-B方向的剖视图。
图9为本发明第一种实施例中的上整形模和下整形模的总体结构图。
图10为本发明第一种实施例中的上整形模和下整形模的正视图。
图11为本发明第一种实施例中的上整形模和下整形模的左视图。
图12为图11沿C-C方向的剖视放大图。
图13为本发明第一种实施例中的上整形模和下整形模和模后的总体结构图。
图14为本发明第一种实施例中工装a固定工件后的总体结构图。
图15为本发明第一种实施例中工装a的总体结构图。
图16为本发明第一种实施例中工装a的正视图。
图17为图16沿E-E方向的剖视放大图。
图18为本发明第一种实施例中工装b固定工件后的总体结构图。
图19为本发明第一种实施例中工装b的总体结构图。
图20为本发明第一种实施例中工装b的正视图。
图21为图16沿F-F方向的剖视放大图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1至图21为本发明的一种实施例，如图所示，一种大直径薄壁环类工件加工工艺，用于将大直径薄壁环类工件的毛坯件加工成图纸要求的尺寸，包括以下工序，
A、修改工件毛坯，在工件毛坯外径最大的一端增加一段工艺凸台，工艺凸台设置在工件毛坯的外侧；图1至图4为工件外形，图5至图8为修改后的毛坯外形。
B、工件毛坯热处理去应力后，进行整圆处理，将圆度控制在1mm以内；图9至图13为整圆模具。
C、车基准凸台；
D、粗精车外径、内孔；
E、粗精车工艺凸台及外径。
所述工序B中的整圆处理包括以下步骤：a、将上整形模、下整形模分别安装固定在立式油压机的压头和工作台上，保证上下模有不低于20mm的分模距离；b、将工件放进整形模中，利用油压机将上下模合模后静止5～10秒钟分模；c、将工件旋转90度后重复以上整圆动作。
所述工序C中的车基准凸台包括以下步骤：将工件毛坯利用车床三爪卡盘内撑并利用压板将工件固定在卡爪之上，粗精车基准凸台外径及端面。压板压工件内孔的凸台，加工毛坯外径及大外径侧的端面。车床三爪卡盘内撑压力不要超过0.5Mpa，防止工件装夹变形。
所述工序D中的粗精车外径、内孔包括以下步骤：将工装a固定在数控车床上，打表找正工装a基准平面及内径，跳动值在0.05mm以内，然后将工件以工序C中加工的外径及端面为定位基准放置在工装a内，采用三点压紧方式将工件固定在工装a之上；粗精车外径、顶平面、内孔至图纸要求尺寸。车削时需采用锋利型不锈钢专用刀片以便减小切削力。工件毛坯的大外径侧放入工装a中，压紧工艺凸台对小外径端进行加工。图14至图17为工装a的结构图。
所述工序E中的粗精车工艺凸台及外径包括以下步骤：将工装固定在数控车床上，打表找正工装b基准平面及内径，跳动值在0.05mm以内，然后将工件以工序D中加工的外径为定位基准放置在工装b内，采用三点压紧方式将工件固定在工装b之上；车掉工艺凸台、粗精车外径至图纸要求尺寸。工件毛坯的小外径侧放入工装b中，压紧工件内孔的凸台对大外径端进行加工。图18至图21为工装b的结构图。
经过验证，采用以上加工工艺及工装装夹方式可以很好地减小加工变形问题，从而满足了图纸中相应的尺寸公差要求，满足了产品使用需求。可有效提高大直径薄壁环类工件的合格率，降低了制造成本，提高了经济效益。
如图9至图21所示，一种大直径薄壁环类工件加工工装，应用于大直径薄壁环类工件加工工艺，括上整形模、下整形模、工装a、工装b，如图9至图13所示，上整形模和下整形模设置有与工件毛坯外形对应的凹槽，如图14至图21所示，工装a和工装b为圆环形，工装a设置有与工件毛坯的工艺凸台端对应的凹槽a，工装b设置有与工件图纸尺寸的小外径端对应的凹槽b。所述凹槽a外圈设置有压紧块，凹槽b的内圈设置有压紧块。凹槽a外圈的压紧块可压紧工件毛坯的工艺凸台，凹槽b内圈的压紧块可压紧工件内孔的凸台。
所述上整形模和下整形模的内腔与工件毛坯外径单边留有0.5mm间隙，以方便取模，上整形模和下整形模分模面距离为3mm，反弹距离不低于1mm，上下模工作表面需做热处理增加硬度，表面粗糙度不得低于Ra3.2。
上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (3)
1.一种大直径薄壁环类工件加工工艺，用于将大直径薄壁环类工件的毛坯件加工成图纸要求的尺寸，其特征是：包括以下工序，
A、修改工件毛坯，在工件毛坯外径最大的一端增加一段工艺凸台，工艺凸台设置在工件毛坯的外侧；
B、工件毛坯热处理去应力后，进行整圆处理；
C、车基准凸台；
D、粗精车外径、内孔；
E、粗精车工艺凸台及外径；
所述工序B中的整圆处理包括以下步骤：a、将上整形模、下整形模分别安装固定在立式油压机的压头和工作台上，保证上下模有不低于20mm的分模距离；b、将工件放进整形模中，利用油压机将上下模合模后静止5～10秒钟分模；c、将工件旋转90度后重复以上整圆动作；
所述工序C中的车基准凸台包括以下步骤：将工件毛坯利用车床三爪卡盘内撑并利用压板将工件固定在卡爪之上，粗精车基准凸台外径及端面；
所述工序D中的粗精车外径、内孔包括以下步骤：将工装a固定在数控车床上，打表找正工装a基准平面及内径，跳动值在0.05mm以内，然后将工件以工序C中加工的外径及端面为定位基准放置在工装a内，采用三点压紧方式将工件固定在工装a之上；粗精车外径、顶平面、内孔至图纸要求尺寸；
所述工序E中的粗精车工艺凸台及外径包括以下步骤：将工装b固定在数控车床上，打表找正工装b基准平面及内径，跳动值在0.05mm以内，然后将工件以工序D中加工的外径为定位基准放置在工装b内，采用三点压紧方式将工件固定在工装b之上；车掉工艺凸台、粗精车外径至图纸要求尺寸；
工装a和工装b为圆环形，工装a设置有与工件毛坯的工艺凸台端对应的凹槽a，工装b设置有与工件图纸尺寸的小外径端对应的凹槽b；
所述凹槽a外圈设置有压紧块，凹槽b的内圈设置有压紧块；
凹槽a外圈的压紧块可压紧工件毛坯的工艺凸台，凹槽b内圈的压紧块可压紧工件内孔的凸台。
2.一种大直径薄壁环类工件加工工装，应用于权利要求1中的大直径薄壁环类工件加工工艺，其特征是：包括上整形模、下整形模、工装a、工装b，上整形模和下整形模设置有与工件毛坯外形对应的凹槽。
3.根据权利要求2所述的一种大直径薄壁环类工件加工工装，其特征是，所述上整形模和下整形模的内腔与工件毛坯外径单边留有0.5mm间隙，以方便取模，上整形模和下整形模分模面距离为3mm，反弹距离不低于1mm，上下模工作表面需做热处理增加硬度，表面粗糙度不得低于Ra3.2。
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