CN114769659A

CN114769659A - 一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法

Info

Publication number: CN114769659A
Application number: CN202210563508.7A
Authority: CN
Inventors: 杨兴波; 安祥波; 余伦; 高七一; 金豫朦; 郭进
Original assignee: Institute of Optics and Electronics of CAS
Current assignee: Institute of Optics and Electronics of CAS
Priority date: 2022-05-23
Filing date: 2022-05-23
Publication date: 2022-07-22

Abstract

本发明公开了一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法，包括：1.在零件合适位置连接专用夹紧块；2.调整等高垫铁位置并检测等高差；3.将零件平放在等高垫铁上，并大致拉直、找正；4.调整精密平口钳的位置及高度，夹紧专用夹紧块；5.拉直、找正零件；6.压紧精密平口钳；7.复测找正精度及零件初始面形误差；8.粘贴吸振条；9.粗、半精镗铣加工；10.释放切削加工引起的变形；11.精密镗铣加工至尺寸、形位精度合格。加工过程中采用多次走刀，且吃刀量依次递减，并根据零件精度要求及加工过程中变形量大小，合理安排释放变形的次数，避免变形量的逐渐累积。本发明保证了高精度薄板类零件的合格率，平面度、平行度可达IT3级以上。

Description

一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法

技术领域

本发明属于精密机械制造技术领域，具体涉及一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法。

背景技术

高精度薄板类零件广泛应用于航空、航天领域，其壁厚与轮廓尺寸之比小于1：20，平面度、平行度公差等级IT3以上，工艺难点主要体现在以下几方面：

第一，在切削残余应力的影响下极易发生翘曲或扭曲变形；

第二，在切削力的作用下，极易发生切削振动，影响加工精度及表面粗糙度；

第三，在夹紧力的作用下极易产生装卡变形，影响加工精度；

第四，当尺寸、形位精度要求较高时，往往未加工到规定尺寸，变形量已经超出了所剩余量。

基于以上技术难点，如何解决高精度薄板类零件的精密加工方法，提高产品合格率，成为从事精密机械制造技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法，提高产品合格率。

为实现上述目的，本发明通过以下方案来实现：

一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法，所述高精度薄板类零件，其壁厚与轮廓尺寸之比小于1：20，该方法包括如下加工步骤：

步骤1)、在零件合适位置连接专用夹紧块；

步骤2)、依据零件结构特点，调整等高垫铁位置并检测等高差；

步骤3)、将零件平放在等高垫铁上，并大致拉直、找正；

步骤4)、调整精密平口钳的位置及高度，钳口夹紧专用夹紧块；

步骤5)、拉直、找正零件；

步骤6)、压紧精密平口钳；

步骤7)、复测找正精度及零件初始面形误差；

步骤8)、粘贴吸振条；

步骤9)、粗、半精镗铣加工；

步骤10)、释放切削加工引起的变形；

步骤11)、精密镗铣至尺寸、形位精度合格；

其中，所述步骤1)专用夹紧块为带有上侧平面的圆柱体或球体，其上侧平面与零件的连接可通过螺钉连接或胶粘接；

其中，所述步骤2)等高垫铁等高差≤0.002mm，同时保证零件各悬空区域自重变形尽可一致，且弱刚性位置被支撑；

其中，所述步骤4)钳口夹紧专用夹紧块为两平行平面夹紧圆柱体或球体，在任意方向夹紧，其接触轮廓均可近似为两线段或两点，夹紧力不直接作用于零件，夹紧力的大小及方向基本不会引起零件产生装卡变形；

其中，所述步骤8)吸振条粘接于零件及等高垫铁上，用于防止加工中零件发生振动；

其中，所述步骤9)采用多次走刀，且吃刀量依次递减；

其中，所述步骤10)穿插于所述步骤9)中，穿插次数依据切削加工变形量的大小及零件精度而定；

其中，所述步骤10)的具体措施为松开精密平口钳及吸振块，只保留一个精密平口钳为夹紧状态，使零件在等高垫铁上自由伸展，释放切削加工引起的变形；

本发明具有以下优点：

第一，零件近似于自由状态放置于等高垫铁上，夹紧引起的变形趋近于零；

第二，避免了切削过程中零件振动对加工精度及表面粗糙度的影响；

第三，根据零件精度要求及加工过程中变形量大小，即时释放、并消除切削引起的变形，避免变形量的多次累积；本发明保证了高精度薄板类零件的合格率，平面度、平行度可达IT3级以上。

附图说明

图1是本发明一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法利用的装置的示意图；

图2是本发明夹紧示意图；

图中各标号表示：1、精密平口钳；2、等高垫铁；3、零件；4、专用夹紧块；5、吸振块；6、胶。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐述。

参考图1、图2，一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法，包含如下加工步骤：

步骤1)在零件3的合适位置连接专用夹紧块4；

步骤2)依据零件3的结构特点，调整等高垫铁2的位置并检测等高差；

步骤3)将零件3平放在等高垫铁2上，并大致拉直、找正；

步骤4)调整精密平口钳1的位置及高度，钳口夹紧专用夹紧块4；

步骤5)拉直、找正零件3；

步骤6)压紧精密平口钳1；

步骤7)复测找正精度及零件3的初始面形误差；

步骤8)粘贴吸振条5；

步骤9)粗、半精镗铣加工；

步骤10)释放切削加工引起的变形；

步骤11)精密镗铣至尺寸、形位精度合格；

其中，所述专用夹紧块4为带有上侧平面的圆柱体，其上侧平面与零件3的连接为胶6粘接，例如AB胶；

其中，所述等高垫铁2的等高差≤0.002mm，且零件3的各悬空区域自重变形一致，弱刚性位置被支撑；

其中，所述精密平口钳1的钳口夹紧专用夹紧块4，任意方向夹紧，其接触轮廓均可近似为两线段，夹紧力不直接作用于零件3，夹紧力的大小及方向基本不会引起零件3产生装卡变形；

其中，所述吸振块5同时粘接于零件3的侧面及等高垫铁2的上端面，用于防止加工中零件3发生振动；

其中，所述粗、半精镗铣加工，采用多次走刀，且吃刀量依次递减；

其中，所述释放切削加工引起的变形，其具体措施为松开精密平口钳1及吸振块5，只保留一个精密平口钳1为夹紧状态，使零件3在等高垫铁2上自由伸展；

采用此发明方法精密镗削长633.5mm、宽294mm、厚度22mm的高精度铝合金薄板，镗削结果平面度≤0.006mm、平行度≤0.01mm。

本发明方法中，零件3近似于自由状态放置于等高垫铁2上，精密平口钳1夹紧专用夹紧块4，夹紧引起的变形趋近于零；吸振块5同时粘接于零件3的侧面及等高垫铁2上，避免了切削过程中零件3发生振动；另外，即时释放、并消除切削引起的变形，避免了切削加工产生的变形量的多次累积；

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法，所述高精度薄板类零件，其壁厚与轮廓尺寸之比小于1：20，其特征在于，包含如下加工步骤：

步骤1)、在零件(3)的合适位置连接专用夹紧块(4)；

步骤2)、依据零件(3)结构特点，调整等高垫铁(2)的位置并检测等高差；

步骤3)、将零件(3)平放在等高垫铁(2)上，并大致拉直、找正；

步骤4)、调整精密平口钳(1)的位置及高度，钳口夹紧专用夹紧块(4)；

步骤5)、拉直、找正零件(3)；

步骤6)、压紧精密平口钳(1)；

步骤7)、复测找正精度及零件(3)的初始面形误差；

步骤8)、粘贴吸振块(5)；

步骤9)、粗、半精镗铣加工；

步骤10)、释放切削加工引起的变形；

步骤11)、精密镗铣至尺寸、形位精度合格；

其中，所述步骤1)专用夹紧块(4)为带有上侧平面的圆柱体或球体，其上侧平面与零件的连接可通过螺钉连接或胶(6)粘接；

所述步骤2)等高垫铁(2)的等高差≤0.002mm，同时保证零件(3)各悬空区域自重变形尽可一致，且弱刚性位置被支撑；

所述步骤4)精密平口钳(1)的钳口夹紧专用夹紧块(4)为两平行平面夹紧圆柱体或球体，任意方向夹紧其接触轮廓均可近似为两线段或两点；

所述步骤8)吸振块(5)粘接于待加工零件(3)及等高垫铁(2)上，用于防止加工中零件(3)发生振动；

所述步骤9)采用多次走刀，且吃刀量依次递减；

所述步骤10)穿插于所述步骤9)中；

该方法保证了高精度薄板类零件的平面度、平行度公差等级IT3以上。

2.根据权利要求1所述的一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法，其特征在于，所述高精度薄板类零件近似于自由状态放置于等高垫铁(2)上，夹紧引起的变形趋近于零。

3.根据权利要求1所述的一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法，其特征在于，所述步骤4)夹紧力不直接作用于零件(3)，夹紧力的大小及方向基本不会导致零件(3)产生装卡变形。

4.根据权利要求1所述的一种针对高精度薄板类零件的精密镗铣加工方法，其特征在于，所述步骤10)的具体措施为松开精密平口钳(1)及吸振块(5)，只保留一个精密平口钳(1)为夹紧状态，使零件(3)在等高垫铁(2)上自由伸展，释放切削加工引起的变形。