CN113634833A - 一种高精度非完整回转曲面加工装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高精度非完整回转曲面加工装置及使用方法。包括线割装夹；线割装夹包括底板(1)，底板(1)上设有定位轴(4)，定位轴(4)两旁设有导向轴(3)，两导向轴(3)间装有可拆卸的压板(2)；压板(2)上设有工艺孔Ⅰ(11)，工艺孔Ⅰ(11)两旁分别设有上穿丝孔(12)；所述的底板(1)上还设有与上穿丝孔(12)对应的下穿丝孔(13)；所述的工艺孔Ⅰ(11)与定位轴(4)同轴。本发明具有定位装夹方式快速、简便，加工效率高，精度控制好，质量稳定可靠，能够满足批量生产加工需求的特点。
Description
技术领域
本发明属于曲面加工工装技术领域，涉及一种高精度非完整回转曲面加工装置及使用方法。
背景技术
航空液压装配系统中含有很多液压系统部件，此类部件在装配关系中大多带有高精度配合曲面，曲面的形位公差要求不大于0.015mm,曲面的表面粗糙度不大于Ra0.4；配合曲面主要用于液压装配系统中往复旋转等作用；由于此类产品曲面结构较为复杂，装夹固定过程中基准找正困难，目前此类产品的加工方式主要为普通车、铣甚至采用先焊接固定后，然后再进行补加工的方式进行，加工效率极为低下，且受操作人员技术水平限制，经常产生尺寸精度等超差现象，造成产品报废，产品合格率较低，无法满足该类产品的批量生产以及装配需求。
发明内容
本发明的目的是：本发明的目的是提供一种高精度非完整回转曲面加工装置及使用方法。本发明具有定位装夹方式快速、简便，加工效率高，精度控制好，质量稳定可靠，能够满足批量生产加工需求的特点。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种高精度非完整回转曲面加工装置，包括线割装夹；线割装夹包括底板，底板上设有定位轴，定位轴两旁设有导向轴，两导向轴间装有可拆卸的压板；压板上设有工艺孔Ⅰ，工艺孔Ⅰ两旁分别设有上穿丝孔；所述的底板上还设有与上穿丝孔对应的下穿丝孔；所述的工艺孔Ⅰ与定位轴同轴。
前述的高精度非完整回转曲面加工装置，还包括抛光装夹，抛光装夹包括抱胎，抱胎轴向设有定位装夹孔。
前述的高精度非完整回转曲面加工装置中，所述的工艺孔Ⅰ与定位轴的同轴度不大于0.01mm；定位轴与底板的垂直度不大于0.01mm；底板与压板相对面的平行度不大于0.01mm。
前述的高精度非完整回转曲面加工装置中，所述的定位轴与待加工工件的工艺孔Ⅱ的单边配合间隙不大于0.01mm。
5.根据权利要求4所述的高精度非完整回转曲面加工装置，其特征在于，所述的定位轴与待加工工件的工艺孔Ⅱ的单边配合间隙不大于0.005mm。
前述的高精度非完整回转曲面加工装置中，定位装夹孔与待加工工件的定位柱面的单边配合间隙不大于0.01mm。
前述的高精度非完整回转曲面加工装置中，定位装夹孔与待加工工件的定位柱面的单边配合间隙不大于0.005mm。
前述的高精度非完整回转曲面加工装置的使用方法，按下述步骤进行:
将待加工工件的工艺孔Ⅱ安装在定位轴上，然后装上压板将待加工工件固定在底板和压板间；
待加工工件固定后，将其随线割装夹一起置于线切割慢走丝机床的工作台面并固定；
以工艺孔Ⅰ为加工基准，并将直径0.1mm的走丝穿过上、下穿丝孔进行线切割加工外圆面轮廓，加工时预留工件轮廓曲面单边加工余量0.005～0.01mm；
将线切割加工后的待加工工件取下后，再将其定位柱面装入抱胎的定位装夹孔后，再将抱胎装夹到通用数控铣床三爪卡盘，编制抛光抛光程序，对线切割加工的外圆面轮廓进行抛光精加工。
本发明的技术效果是：
本发明通过工装参数间协同不仅保证了加工装置制作简单，而且还保证了待加工工件的精度和良率，以下从基准转换的配合精度对上述优点进行阐述：
传统的多次装夹由于定位基准的转换，容易造成定位误差累积，不利于高精度产品的装夹加工。本发明的加工装置虽然是在不同定位基准进行装夹定位，但优点在于安装操作简便、快捷、高效；并且两次定位基准是一次装夹加工制出的，因此能够保证产品的重复定位精度要求。再者，结合所述待加工工件工艺特性要素，比如待加工工件的形位公差精度等级要求(如图4-6中描述的待加工工件的正视图和剖视图中相对于A基准同轴度要求不大于0.015mm)，体现在本加工装置中定位轴与底板的垂直度不大于0.01mm以及底板与压板相对面的平行度不大于0.01mm；通过该参数协同有效保证待加工工件在加工完成后的加工质量和加工精度控制要求。
本发明预留工件轮廓曲面单边加工余量为0.005～0.01mm，能将加工时间从30min降至8～10min，同时还能够确保产品品质。
在实际生产加工过程中，在保证产品质量的前提下，为寻求更佳的加工效率，满足实际生产需求，保证产品交付节点要求，通过实际产品投产验证表明，由于抛光轮材质选择为橡胶材质，相较于金属切削刀具而言，其切削性能较差，主要作用体现在于金属表面修光，提高表面粗糙度要求；因此，在寻求更佳的抛光余量过程中，当预留工件轮廓曲面单边加工余量大于0.01mm，小于0.02mm时，单件抛光时间达到30min以上，抛光时间较长，不利于批量加工需求；当预留工件轮廓曲面单边加工余量小于0.005mm时，抛光余量较小容易造成产品超差报废，废品率达到60％以上；而预留工件轮廓曲面单边加工余量选择在0.005～0.01mm之间时，抛光时间约为8min～10min，产品质量和加工效率都能得到较好的体现。
本发明的实际生产数据验证：
在使用本发明涉及的装夹装置及加工方法，结合实际现场生产加工情况，经验证表明，在2020年10月8日、9日、10日三天共投产加工48件产品，其中10月8日投产加工15件，合格13件，2件由于操作工人操作设备不当造成报废，合格率为86.7％；10月9日投产加工17件，合格16件，1件由于周转防护过程不当造成磕碰伤报废，合格率为94.1％；10月10日投产加工16件，合格16件，合格率为100％。
综上所述，本发明具有定位装夹方式快速、简便，加工效率高，精度控制好，质量稳定可靠，能够满足批量生产加工需求的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的线割装夹示意图；
图3是本发明的抛光装夹示意图；
图4是本发明待加工工件的主视图；
图5是图4的D-D剖视图；
图6本发明待加工工件的立体结构图。
附图标记：1-底板，2-压板，3-导向轴，4-定位轴，5-开槽螺钉Ⅰ，6-开槽螺钉Ⅱ，7-垫圈，8-带角六角螺母，9-抛光轮，10-抱胎，11-工艺孔Ⅰ，12-上穿丝孔，13-下穿丝孔，14-定位装夹孔，15-工艺孔Ⅱ，16-定位柱面，17-外圆面轮廓，18-三爪卡盘。
具体实施方式
实施例1。一种高精度非完整回转曲面加工装置，构成如图1-6所示，包括线割装夹；线割装夹包括底板1，底板1上设有定位轴4，定位轴4两旁设有导向轴3，两导向轴3间装有可拆卸的压板2；压板2上设有工艺孔Ⅰ11，工艺孔Ⅰ11两旁分别设有上穿丝孔12；所述的底板1上还设有与上穿丝孔12对应的下穿丝孔13；所述的工艺孔Ⅰ11与定位轴4同轴。定位轴4通过开槽螺钉Ⅰ5固定在底板1；导向轴3通过开槽螺钉Ⅱ6固定在底板1，通过带角六角螺母8锁紧于压板2，带角六角螺母8与压板2间垫有垫圈7。
前述的高精度非完整回转曲面加工装置，还包括抛光装夹，抛光装夹包括抱胎10，抱胎10轴向设有定位装夹孔14。
前述的工艺孔Ⅰ11与定位轴4的同轴度不大于0.01mm；定位轴4与底板1的垂直度不大于0.01mm；底板1与压板2相对面的平行度不大于0.01mm。
前述的定位轴4与待加工工件的工艺孔Ⅱ15的单边配合间隙不大于0.01mm。
前述的定位轴4与待加工工件的工艺孔Ⅱ15的单边配合间隙不大于0.005mm。
前述的定位装夹孔14与待加工工件的定位柱面16的单边配合间隙不大于0.01mm。
前述的定位装夹孔14与待加工工件的定位柱面16的单边配合间隙不大于0.005mm。
前述的高精度非完整回转曲面加工装置的使用方法，按下述步骤进行:
将待加工工件的工艺孔Ⅱ15安装在定位轴4上，然后装上压板2将待加工工件固定在底板1和压板2间；
待加工工件固定后，将其随线割装夹一起置于线切割慢走丝机床的工作台面并固定；
以工艺孔Ⅰ11为加工基准，并将直径0.1mm的走丝穿过上、下穿丝孔进行线切割加工外圆面轮廓17，加工时预留工件轮廓曲面单边加工余量0.005～0.01mm；
将线切割加工后的待加工工件取下后，再将其定位柱面16装入抱胎10的定位装夹孔14后，再将抱胎10装夹到通用数控铣床三爪卡盘18，编制抛光抛光程序，对线切割加工的外圆面轮廓17进行抛光精加工。
实施例2。一种高精度非完整回转曲面加工装置，构成如图1-3所示，其结构与实施例相同，以下以图4-6所示的待加工工件为例，对该加工装置的使用方法进行阐述：
第一步：定位基准的制备，图示中定位精度孔
与定位圆柱面
为一次定位加工，有效保证线割装夹和抛光装夹转换后的基准定位精度。
第二步：采用线割装夹安装待加工工件，将待加工工件中的定位精度孔装入装置中的定位轴中，并使用压板、垫圈以及带角六角螺母固定，将整个装置固定在慢走丝机床上适当位置。
第三步：编制慢走丝加工程序，根据待加工工件曲面轮廓范围，通过找正线割装夹上的工艺孔，确定起刀点以及终点，编制曲面轮廓加工程序，走丝速度选择0.05～0.1m/s，并采用粗割和精修两部分程序段，粗割走丝速度选择0.1m/S，精修走丝速度选择0.05m/s，其中，粗割一次，精修两次，完成曲面轮廓加工。
第四步：定位基准转换，采用抛光装夹安装待加工工件，将待加工工件中的定位圆柱面安装于抛光装夹胞胎内，使用通用三爪卡盘夹持抛光装夹胞胎，并置于数控铣床工作台面适当位置。
第五步：找正待加工工件中的定位精度孔，编制曲面轮廓抛光程序，抛光轮9抛光参数选择转速S＝550-600r/min，进给F＝120-150mm/min，抛光量0.005-0.01mm(单边)。
第六步：完成曲面轮廓加工，拆卸装置，清理工作现场。
Claims (8)
1.一种高精度非完整回转曲面加工装置，其特征在于，包括线割装夹；线割装夹包括底板(1)，底板(1)上设有定位轴(4)，定位轴(4)两旁设有导向轴(3)，两导向轴(3)间装有可拆卸的压板(2)；压板(2)上设有工艺孔Ⅰ(11)，工艺孔Ⅰ(11)两旁分别设有上穿丝孔(12)；所述的底板(1)上还设有与上穿丝孔(12)对应的下穿丝孔(13)；所述的工艺孔Ⅰ(11)与定位轴(4)同轴。
2.根据权利要求1所述的高精度非完整回转曲面加工装置，其特征在于，还包括抛光装夹，抛光装夹包括抱胎(10)，抱胎(10)轴向设有定位装夹孔(14)。
3.根据权利要求1所述的高精度非完整回转曲面加工装置，其特征在于，所述的工艺孔Ⅰ(11)与定位轴(4)的同轴度不大于0.01mm；定位轴(4)与底板(1)的垂直度不大于0.01mm；底板(1)与压板(2)相对面的平行度不大于0.01mm。
4.根据权利要求1所述的高精度非完整回转曲面加工装置，其特征在于，所述的定位轴(4)与待加工工件的工艺孔Ⅱ(15)的单边配合间隙不大于0.01mm。
5.根据权利要求4所述的高精度非完整回转曲面加工装置，其特征在于，所述的定位轴(4)与待加工工件的工艺孔Ⅱ(15)的单边配合间隙不大于0.005mm。
6.根据权利要求2所述的高精度非完整回转曲面加工装置，其特征在于，定位装夹孔(14)与待加工工件的定位柱面(16)的单边配合间隙不大于0.01mm。
7.根据权利要求6所述的高精度非完整回转曲面加工装置，其特征在于，定位装夹孔(14)与待加工工件的定位柱面(16)的单边配合间隙不大于0.005mm。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的高精度非完整回转曲面加工装置的使用方法，其特征在于，按下述步骤进行:
将待加工工件的工艺孔Ⅱ(15)安装在定位轴(4)上，然后装上压板(2)将待加工工件固定在底板(1)和压板(2)间；
待加工工件固定后，将其随线割装夹一起置于线切割慢走丝机床的工作台面并固定；
以工艺孔Ⅰ(11)为加工基准，并将直径0.1mm的走丝穿过上、下穿丝孔进行线切割加工外圆面轮廓(17)，加工时预留工件轮廓曲面单边加工余量0.005～0.01mm；
将线切割加工后的待加工工件取下后，再将其定位柱面(16)装入抱胎(10)的定位装夹孔(14)后，再将抱胎(10)装夹到通用数控铣床三爪卡盘(18)，编制抛光抛光程序，对线切割加工的外圆面轮廓(17)进行抛光精加工。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211112 |