CN114309672A - 一种用于立式车床加工航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于立式车床加工航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的加工方法，采用立式车床对薄壁圆锥与圆锥筒形零件进行车削加工，设有一个直径大于薄壁圆锥与圆锥筒形零件外径的底盘、底盘上开设有圆形或环形定位槽容纳的薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件，薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件安装后设有环形压板从薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件边缘的上方压紧，环形压板的外周与底盘之间通过螺接固定；所述底盘和薄壁零件之间通过定位止口定位、环形压板压紧，利用中间定位芯轴、螺母将工件及底盘、上部盖板压紧，该办法可增加工件加工时的刚性，避免加工时产生震刀，能够有效防止加工时的变形。
Description
技术领域
本发明涉及零件车削加工领域，尤其涉及一种立式车床加工航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的加工方法。
背景技术
目前，当用立式车床加工航空薄壁圆锥(设有中孔)与圆锥筒形(包括其它圆筒形零件)零件时，因工件壁厚薄，直径大等特点，导致工件刚性差，从而导致加工时会产生震刀、让刀、变形等现象，不能够保证加工零件的尺寸、形位公差、表面粗糙度。
薄壁盘与薄壁筒类零件的车削工艺对比分析与应用现有技术有所报导，分析薄壁零件的车削加工思路与方法,进一步探讨薄壁零件的车削加工技巧。主要是车削外圆时可在零件内孔中充填软性橡胶衬套等材料,以在零件外圆薄壁处，以及利用楔形心轴充填法车削超薄壁圆筒件。超薄壁圆筒件车削时易产生变形,利用楔形心轴充填在内孔中。但仍然难以保证车削的精度。
航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件如机匣等零件，需要圆度高及精度高，保证旋转时的振动，车削是最好的方式，但现有方式不能保证圆度高及精度高的指标。
发明内容
为解决上述加工问题，本发明的目的是，提供一种用于立式车床加工航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的加工方法，能够增加工件刚性，有效避免加工时产生的震刀、让刀、变形等现象，保证加工质量。
本发明提出的一种用于立式车床加工航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的加工方法，采用立式车床对薄壁圆锥与圆锥筒形零件进行车削加工，设有一个直径大于薄壁圆锥与圆锥筒形零件外径的底盘、底盘上开设有圆形或环形定位槽容纳的薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件，薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件安装后设有环形压板从薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件边缘的上方压紧(环形压板的外周与底盘之间通过螺接固定)；所述底盘和薄壁零件之间通过定位止口(环形定位槽等)定位、环形压板压紧，底盘中心固定一根定位芯轴，从圆锥筒形零件坯件中孔的上方伸出，所述薄壁零件内部填满树脂石英砂颗粒等加固、减震填充物，所述薄壁零件顶部端面处设有上部盖板，所述上部盖板穿过定位芯轴压牢薄壁零件上端面，所述定位芯轴顶端设有与其外螺纹连接的垫圈和螺母，所述螺母拧紧后固定上部盖板和端固定薄壁零件的中央。薄壁零件与内部填满树脂石英砂颗粒形成整体固定在底盘上并与立式车床的工作平台固定，再进行车削。
所述上部盖板及芯轴、螺母在薄壁零件上部及薄壁零件下环通过定位止口定位，保证整体加工体的刚性与整体性。底板直接在立车的工作平台上固定。
树脂石英砂可以是热固性树脂(呋南树脂等)在加热状态填入，降至室温时固化，薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件此时成为一刚性体，便于车削的加工；取出树脂石英砂时亦通过加热，化学固化(添加固化剂亦可)。
本发明至少具有以下有益效果：本发明通过底盘和上部盖板使薄壁零件上下两端定位紧固，使得加工时薄壁零件不会发生位移和扭曲变形，在薄壁零件内部空间填满树脂石英砂颗粒等固化、减震填充物，可在加工切削薄壁零件外壁时增加工件刚性，避免产生的震刀、让刀、变形。本发明的立车可以加工直径3.5米的零件，圆度完全达标，满足了航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的质量，而且加工成本低，效率高。实践中加工直径为1-3米的筒状零件，精度仍然能够达到0.01mm(误差在10微米之内)，这对大直径的薄壁零件的精度来说是足够高的，远优于其它方法，而且本发明硬化后的整体刚性好，且固定极为牢固可靠，充填与倒出固化砂的效率高且成本低(锥形件可以整体倒出固化砂)。如零件复杂，优先采用数控立车效果更好。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清晰了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本发明一较佳实施例的新型薄壁零件2的加工方法，包括底盘1，底盘1上设有内凹槽17，放置在底盘1上通过内凹槽17形状配合定位的薄壁零件2，底盘1设有螺纹孔12，双头螺柱16与螺纹孔12螺纹连接，双头螺柱16上设有压板14，压板14两端分别压住薄壁零件2和垫片13，双头螺柱16顶端设有螺母15；底盘1沿其轴线位置设有螺纹孔6，螺纹孔6与定位芯轴11螺纹连接，薄壁零件2内部填满树脂石英砂颗粒3，薄壁零件2顶端设有上部盖板5，上部盖板5设有与薄壁零件2形状配合的凸台4，上部盖板5设有与定位芯轴11形状配合的通孔7，上部盖板5上设有穿过定位芯轴11的垫圈8，定位芯轴11顶部设有外螺纹10，外螺纹10与螺母9通过螺纹连接。上部盖板上设有凸圆台可以置入薄壁零件的孔洞中央，定位芯轴的直径可以在15mm以上，从而保证竖直固定零件的刚度。
压板14可以是(厚度)高达到20mm以上的金属环，环的内侧的空腔为与薄壁零件2外侧形状吻合的锥形，环的表面均匀设有螺孔，能够使环状的压板与底盘均匀固定。可以对薄壁零件2底边直筒更好的固定。
本实施例在使用时，将薄壁零件2的外圆套入底盘1上的内凹槽17中，将双头螺柱16拧入底盘1上的螺纹孔12中，压板14穿过双头螺柱16，将压板14的两端分别压住薄壁零件2和垫片13，在双头螺柱16上拧入螺母15，通过压板14将薄壁零件2和垫片13压紧，同时将薄壁零件2和底盘1固定；将定位芯轴11拧入底盘1上的螺纹孔6中，在薄壁零件2内部填满树脂石英砂颗粒，将上部盖板5上的通孔7穿过定位芯轴11，上部盖板5的凸台4穿过薄壁零件2内孔，将垫圈8穿过定位芯轴11，在定位芯轴11顶端外螺纹10上拧入螺母9，将薄壁零件2和上部盖板5固定；
综上所述，发明通过底盘1和上部盖板5使薄壁零件上下两端定位(底盘和上部盖板分别的定位止口、薄壁零件下环及上部螺母定位固定)，用定位芯轴11和垫圈8、螺母9紧固，在薄壁零件内部填满树脂石英砂颗粒等加固、减震填充物(在加温拌和软化树脂石英砂的情况下充填并填实，再上部盖板拧紧螺母，从而降至室温时保证树脂石英砂的硬化)，中间定位芯轴、螺母将工件及底盘、上部盖板压紧，该办法可增加工件加工时的刚性使得加工时薄壁零件不会发生位移和扭曲变形；在薄壁零件内部空间填满树脂石英砂颗粒等加固、减震填充物，可在加工切削薄壁零件外壁时增加工件刚性，避免产生的震刀、让刀、变形，能够有效防止加工时变形导致的加工误差。
树脂石英砂实施例：一是石英砂加呋南树脂，加固化剂后形成可充填砂；；石英砂加热塑性酚醛树脂均可：如由石英砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙组成。如图的零件可以整体倒出填实的型砂；零件的内壁可以刷涂脱模剂。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也可视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于立式车床加工航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的加工方法，其特征是，采用立式车床对薄壁圆锥与圆锥筒形零件进行车削加工，设有一个直径大于薄壁圆锥与圆锥筒形零件外径的底盘、底盘上开设有圆形或环形定位槽容纳的薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件，薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件安装后设有环形压板从薄壁圆锥与圆锥筒形零件坯件边缘的上方压紧，环形压板的外周与底盘之间通过螺接固定；所述底盘和薄壁零件之间通过定位止口定位、环形压板压紧，底盘中心固定一根定位芯轴，从圆锥筒形零件坯件中孔的上方伸出，所述薄壁零件内部填满树脂石英砂颗粒，所述薄壁零件顶部端面处设有上部盖板，所述上部盖板穿过定位芯轴压牢薄壁零件上端面，所述定位芯轴顶端设有与其外螺纹连接的垫圈和螺母，所述螺母拧紧后固定上部盖板和端固定薄壁零件的中央；薄壁零件与内部填满树脂石英砂颗粒形成整体固定在底盘上并与立式车床的工作平台固定，再进行车削。
2.根据权利要求1所述的立式车床加工航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的加工方法，其特征在于：立车为数控立车。
3.根据权利要求1所述的立式车床加工航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的加工方法，其特征在于：压板为高达到20mm以上的金属环，环的内侧的空腔为与薄壁零件2外侧形状吻合的锥形，环的表面均匀设有螺孔，能够使环状的压板与底盘均匀固定。
4.根据权利要求1所述的立式车床加工航空薄壁圆锥与圆锥筒形零件的加工方法，其特征在于：石英砂加呋南树脂，加固化剂后形成充填砂；或石英砂加热固性酚醛树脂形成充填砂。
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