CN114012365B - 一种异型薄壁腔体工件加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种异型薄壁腔体工件加工方法，属于机械精密制造技术领域，具体包括如下步骤：在工件加工设备上安装工装，工装的一侧面用于固定工件，记为基准面，调节所述基准面的平面度不大于0.008mm；选取工件装配定位面，将工件的装配定位面与工装的基准面抵接；调节装配定位面与基准面的平行度至小于等于0.01mm；并将工件固定在工装的基准面上，固定工件时，保证工件固定过程变形误差在工件公差的0.008mm之内；设置加工设备的工艺参数，对工件进行加工。通过本申请的处理方案，减少工件加工因装夹受力变形和重复定位引起的误差。

Description

一种异型薄壁腔体工件加工方法

技术领域

本申请涉及机械精密制造的领域，尤其是涉及一种异型薄壁腔体工件加工方法。

背景技术

在航空结构组件中，由于为满足光电产品的重量、成像以及装配等要求，往往会设计很多铝合金高精度异型薄壁腔体类零件。这类零件具有以下特点：

1)状结构复杂，部分尺寸具有空间关联性，且各特征面之间尺寸、形位公差要求严格，精度等级在IT7级以上；

2)零件壁厚和连接筋部分较薄，通常只有0.4mm左右，使用常规夹具，如虎钳、压板等装夹，零件易产生变形，对零件精度影响较大。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种异型薄壁腔体工件加工方法，解决了现有技术中的问题，减少工件加工因装夹受力变形和重复定位引起的误差。

本申请提供的一种异型薄壁腔体工件加工方法采用如下的技术方案：

一种异型薄壁腔体工件加工方法，包括如下步骤：

在工件加工设备上安装工装，工装的一侧面用于固定工件，记为基准面，调节所述基准面的平面度不大于0.008mm；

选取工件装配定位面，将工件的装配定位面与工装的基准面抵接；

调节装配定位面与基准面的平行度至小于等于0.01mm；

并将工件固定在工装的基准面上，固定工件时，保证工件固定过程变形误差在工件公差的0.008mm之内；

设置加工设备的工艺参数，对工件进行加工。

可选的，选取所述工件装配定位面的方法为：观察工件每个面与工件其他面之间的空间关联，选取与其他面空间关联最少的特征面最为装配定位面。

可选的，选取工件装配定位面步骤后，虎钳装夹工件，采用高速铣削的方式加工装配定位面，控制所述装配定位面的平面度小于等于0.005mm。

可选的，所述选取工件装配定位面，将工件的装配定位面与工装的基准面抵接的步骤之后，在工装的侧面设置横向定位面，对工件进行侧面限位，保证工件在固定过程的工件的位置。

可选的，控制装配定位面与横向定位面的垂直度小于等于0.012mm。

可选的，所述保证工件固定过程变形误差在工件公差的0.008mm之内的方法为：采用“三点甩表法”实现零件的低应力装夹：在工件左下角、右下角及中上段分别压三个千分表，形成一个三角形，夹紧零件时，夹紧力度、变形量的控制，观看千分表的动态方向、动态量，保证工件装夹变形误差在工件公差的0.008mm之内。

可选的，所述并将工件固定在工装的基准面上的方法为：在装配定位面的设计孔位范围内开设工艺孔，通过螺栓穿过工装和工艺孔，固定工件和工装。

可选的，设置加工设备的工艺参数，对工件进行加工的方法包括：选取立

设置主轴转速S＝12000r/min，进给速度f＝800-1200mm/min，切深ap＝0.08-0.12mm，刀具百分比25-35％。

可选的，对工件进行加工的方法包括：

工件上的侧壁孔和不完整孔的开孔步骤依次为：铣刀沉孔、中心钻点孔、钻头钻孔和镗孔。

可选的，所述工装包括底座、放置台、横向定位件；

所述底座固定在加工所述工件的设备工作台上；

所述放置台连接底座，用于放置工件，且所述工件固定在放置台的台面上；

所述横向定位件固定在放置台的侧面，且横向定位件伸出放置台的台面，所述放置台侧面开设有螺纹孔，且所述横向定位件上设有腰型孔，所述横向定位件通过螺栓穿过腰型孔和螺纹孔固定在放置台侧面，调节腰型孔与螺栓的位置，改变横向定位件伸出放置台台面的长度。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

本申请的加工方法在只进行一次装夹的情况下完成五个侧面的加工内容，大幅度减少工件加工因装夹受力变形和重复定位引起的误差；充分保证各空间复合角度、加工精度，缩短零件加工周期。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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它的附图。

图1为本申请加工方法的流程图；

图2为本申请实施例的工装和工件的结构示意图。

附图标记说明：1、工装；11、基准面；12、底座；13、放置台；14、横向定位件；15、腰型孔；2、工件；21、装配定位面；3、工作台。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本申请实施例提供一种异型薄壁腔体工件加工方法。

如图1所示，一种异型薄壁腔体工件加工方法，包括如下步骤：

步骤1，在工件加工设备上安装工装1，工装1的一侧面用于固定工件2，记为基准面11，如图2所示，本申请实施例的工装1的顶面为基准面11，调节基准面11的平面度不大于0.008mm。

步骤2，选取工件2装配定位面21，选取工件2装配定位面21的方法为：观察工件2每个面与工件2其他面之间的空间关联，选取与其他面空间关联最少的特征面最为装配定位面21，如图2所示，工件2的底面为装配定位面21。虎钳装夹工件2，采用高速铣削的方式加工装1配定位面，控制装配定位面21的平面度小于等于0.005mm。

将工件2的装配定位面21与工装1的基准面11抵接；在工装1的侧面设置横向定位面，对工件2进行侧面限位，保证工件2在固定过程的工件2的位置。同时控制装配定位面21与横向定位面的垂直度小于等于0.012mm。

步骤3，调节装配定位面21与基准面11的平行度至小于等于0.01mm。

步骤4，并将工件2固定在工装1的基准面11上，固定工件2时，保证工件2固定过程变形误差在工件2公差的0.008mm之内；，保证工件2固定过程变形误差在工件2公差的0.008mm之内的具体方法为：采用“三点甩表法”实现零件的低应力装夹：在工件2左下角、右下角及中上段分别压三个千分表，形成一个三角形，夹紧零件时，夹紧力度、变形量的控制，观看千分表的动态方向、动态量，保证工件2装夹变形误差在工件2公差的0.008mm，保证工件2的加工精度。并将工件2固定在工装1的基准面11上的方法为：在装配定位面21的设计孔位范围内预先开设工艺孔，工艺孔小于工件2的设计孔，通过螺栓穿过工装1和工艺孔，固定工件2和工装1。

通过螺栓连接工装1和工件2时，采用对角线法紧固反钩螺钉：轻轻带上左上角螺钉--轻轻带上右下角螺钉--轻轻带上左下角螺钉--轻轻带上右上角螺钉——上紧左上角螺钉--上紧右下角螺钉--上紧左下角螺钉--上紧右上角螺钉。可以减小固定工件2时对工件2造成的变形量。

步骤5，设置加工设备的工艺参数，对工件2进行加工。具体方法包括：选取立

设置主轴转速S＝12000r/min，进给速度f＝800-1200mm/min，切深ap＝0.08-0.12mm，刀具百分比25-35％。工件2上的侧壁孔和不完整孔的开孔步骤依次为：铣刀沉孔、中心钻点孔、钻头钻孔和镗孔，在非平面上采用上述步骤，可以提高非平面上开孔的精确度。

对工件2的装配定位面21加工的方法为，通过虎钳夹持的方式固定工件2，然后对装配定位面21进行加工。

本申请的加工方法在只进行一次装夹的情况下完成五个侧面的加工内容，大幅度减少装夹受力变形和重复定位引起的误差。充分充分保证各空间复合角度、加工精度，缩短零件加工周期。

如图2所示，本申请采用的工装1包括包括底座12、放置台13、横向定位件14。

底座12固定在加工工件2的设备工作台3上，底座12底面加工有装夹U型槽，通过螺栓穿过U型槽将工装1固定在机床工作台3的T型槽上。

放置台13连接底座12，用于放置工件2，且工件2固定在放置台13的台面上。

横向定位件14固定在放置台13的侧面，且横向定位件14伸出放置台13的台面，形成横向定位面，放置台13侧面开设有螺纹孔，且横向定位件14上设有腰型孔15，横向定位件14通过螺栓穿过腰型孔15和螺纹孔固定在放置台13侧面，调节腰型孔15与螺栓的位置，改变横向定位件14伸出放置台13台面的长度，以适应不同工件2朝向横向定位件14的突出部分。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种异型薄壁腔体工件加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

在工件加工设备上安装工装，工装的一侧面用于固定工件，记为基准面，调节所述基准面的平面度不大于0.008mm；

选取工件装配定位面，将工件的装配定位面与工装的基准面抵接；

调节装配定位面与基准面的平行度至小于等于0.01mm；

并将工件固定在工装的基准面上，固定工件时，保证工件固定过程变形误差在工件公差的0.008mm之内，采用“三点甩表法”实现零件的低应力装夹：在工件左下角、右下角及中上段分别压三个千分表，形成一个三角形，夹紧零件时，夹紧力度、变形量的控制，观看千分表的动态方向、动态量，保证工件装夹变形误差在工件公差的0.008mm之内；

设置加工设备的工艺参数，对工件进行加工，对工件进行加工的方法包括：选取立铣刀

设置主轴转速S＝12000r/min，进给速度f＝800-1200mm/min，切深ap＝0.08-0.12mm，刀具百分比25-35％；

所述工装包括底座、放置台、横向定位件；

所述底座固定在加工所述工件的设备工作台上，底座底面加工有装夹U型槽，通过螺栓穿过U型槽将工装固定在机床工作台的T型槽上；

所述放置台连接底座，用于放置工件，且所述工件固定在放置台的台面上；

所述横向定位件固定在放置台的侧面，且横向定位件伸出放置台的台面，所述放置台侧面开设有螺纹孔，且所述横向定位件上设有腰型孔，所述横向定位件通过螺栓穿过腰型孔和螺纹孔固定在放置台侧面，调节腰型孔与螺栓的位置，改变横向定位件伸出放置台台面的长度。

2.根据权利要求1所述的异型薄壁腔体工件加工方法，其特征在于，选取所述工件装配定位面的方法为：观察工件每个面与工件其他面之间的空间关联，选取与其他面空间关联最少的特征面最为装配定位面。

3.根据权利要求1所述的异型薄壁腔体工件加工方法，其特征在于，选取工件装配定位面步骤后，虎钳装夹工件，采用高速铣削的方式加工装配定位面，控制所述装配定位面的平面度小于等于0.005mm。

4.根据权利要求1所述的异型薄壁腔体工件加工方法，其特征在于，所述选取工件装配定位面，将工件的装配定位面与工装的基准面抵接的步骤之后，在工装的侧面设置横向定位面，对工件进行侧面限位，保证工件在固定过程的工件的位置。

5.根据权利要求4所述的异型薄壁腔体工件加工方法，其特征在于，控制装配定位面与横向定位面的垂直度小于等于0.012mm。

6.根据权利要求1所述的异型薄壁腔体工件加工方法，其特征在于，所述并将工件固定在工装的基准面上的方法为：在装配定位面的设计孔位范围内开设工艺孔，通过螺栓穿过工装和工艺孔，固定工件和工装。

7.根据权利要求1所述的异型薄壁腔体工件加工方法，其特征在于，对工件进行加工的方法包括：

工件上的侧壁孔和不完整孔的开孔步骤依次为：铣刀沉孔、中心钻点孔、钻头钻孔和镗孔。

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