CN115156847B - 一种薄壁环类零件加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄壁环类零件加工方法，旨在解决薄壁零件加工步骤繁琐，精度很难保证的不足。该发明包括对薄壁环类零件加工时采用分步式加工，零件内壁和外壁粗加工、外径应力释放槽和内径应力释放槽一次加工、零件内壁和外壁半精加工、外径应力释放槽和内径应力释放槽二次加工、零件内壁和外壁精加工，最终完成零件的加工，加工过程中零件不易变形，保证了加工精度。

Description

一种薄壁环类零件加工方法
技术领域
本发明涉及一种机械加工技术，更具体地说，它涉及一种薄壁环类零件加工方法。
背景技术
薄壁环类零件重量轻、省材料，应用十分广泛，但是薄壁零件的精加工还是一大难题，因为薄壁零件虽然有很多结构简单的零件，但是其还有加工方面的缺点，比如：强度太弱、刚性不足，在加工的过程很容易导致变形、发振等问题，很难能够保证加工零件的圆度、圆柱度和同轴度。为了方便薄壁零件的加工，目前也有专用的夹具，但是很多夹具结构复杂，薄壁零件加工步骤繁琐，精度很难保证。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供了一种薄壁环类零件加工方法，薄壁环类零件加工操作方便，加工过程中零件不易变形，保证了加工精度。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种薄壁环类零件加工方法，包括以下步骤：
S1，将环类毛坯材料去应力处理；
S2，将毛坯材料装载到卡盘上，采用外径粗加工刀、内径粗加工刀分别对毛坯外壁和内壁进行粗加工，采用外径粗加工刀或内径粗加工刀对毛坯端面进行粗加工，毛坯外壁上粗加工出环槽，粗加工后留余量0.1-0.5mm；
S3，选用外径槽刀和内径槽刀分别在毛坯外壁上加工出外径应力释放槽和毛坯内壁上加工出内径应力释放槽，释放出零件内部应力；
S4，采用外径精加工刀、内径精加工刀对毛坯外壁和内壁进行半精加工，留余量0.02-0.06mm；采用外径精加工刀或内径精加工刀对毛坯端面进行半精加工，毛坯端面和环槽加工至最终尺寸；
S5，选用外径槽刀和内径槽刀进一步对外径应力释放槽和内径应力释放槽加工，释放出零件内部残余应力；外径应力释放槽和内径应力释放槽之间的径向厚度为0.03-0.1mm；
S6，采用外径精加工刀、内径精加工刀对毛坯外壁和内壁进行精加工至最终尺寸，形成零件；
S7，将零件从毛坯材料上分离下来。
本申请对薄壁环类零件加工时采用分步式加工，在第一次加工外径应力释放槽和内径应力释放槽时，零件释放出的应力会使零件变形，导致零件圆度严重超差。通过半精加工修正产品圆度、同轴度，此时外径应力释放槽和内径应力释放槽之间的径向厚度适中，零件与毛坯材料的连接刚度适中，可把零件要求不是特别高的尺寸部位精加工。第二次加工外径应力释放槽和内径应力释放槽，释放出残留应力，此时零件与毛坯材料连接部位厚度还有0.03-0.1mm，零件会略微变形一般变形量有0.005-0.02mm。精加工外径、内径再次修正圆度、同轴度，并保证零件的最终尺寸。通过该方法保证了零件整体的圆度、同轴度，内外径可同时加工，缩短加工周期、提高加工效率，提高了零件加工的良率。
外径应力释放槽和内径应力释放槽也是零件的切割槽，无需单独加工应力释放槽。零件分步加工，有利于保证圆度和同轴度。本发明的技术方案使薄壁环类零件加工操作方便，加工过程中零件不易变形，保证了加工精度。
作为优选，S7中对零件进行敲击，使零件从毛坯材料上分离下来。
采用敲击振动的方式实现零件与毛坯材料的分离，操作方便。
作为优选，S1中去应力采用固溶处理或调质处理。热处理后不仅能去除毛坯材料的应力，还能提高毛坯材料的性能。
作为优选，S2中环槽粗加工后留余量0.15mm。留有一定的加工余量以便二次加工。
作为优选，S3中内径槽刀宽度不大于外径槽刀宽度的一半。这种设置使零件与毛坯材料的连接位置在加工的时候不易变形，加工完成后更容易脱离。
作为优选，S3中加工出的外径应力释放槽和内径应力释放槽对应设置，外径应力释放槽和内径应力释放槽之间的径向厚度为0.3-0.6mm。零件与毛坯材料的连接位置厚度为0.3-0.6mm，连接刚度适中，有利于对零件的加工。
作为优选，外径粗加工刀、内径粗加工刀均为R0.8加工刀；外径精加工刀、内径精加工刀均为R0.4加工刀。
刀具选择为通用的刀具，无需特殊定制，有利于降低成本。
作为优选，S5中，先加工内径应力释放槽，内径应力释放槽加工完成后，在毛坯内装入定型塞，定型塞外壁与毛坯内壁适配；然后加工外径应力释放槽；S6中，先采用外径精加工刀对毛坯外壁精加工至最终尺寸，然后将定型塞从毛坯中拔出，并在毛坯外壁上套装定型套，采用内径精加工刀对毛坯内壁精加工至最终尺寸。
定型塞对零件起到了很好的定型作用，防止在加工外径应力释放槽和外壁精加工时零件发生变形。定型套也起到了定型的作用，防止在内壁精加工时零件发生变形。
作为优选，定型塞外壁上设有弹性缓冲层，定型套内壁上设有弹性缓冲层。弹性缓冲层的设置一方面对零件内壁和外壁起到了保护作用，防止划伤表面，另一方面保证定型塞、定型套与毛坯的紧密连接。
作为优选，定型套上和外径应力释放槽对应位置设有径向设置的推动销，推动销内端设有倾斜设置的推动面，推动销和定型套之间安装定位弹簧，推动销外端延伸出定型套外壁；S7中，先按压住推动销，同时转动定型套，使推动销上的推动面抵接到外径应力释放槽外边缘，将零件向外推动，使零件随定型套一起从毛坯材料上分离下来。
零件与毛坯材料的分离操作方便，使零件能够可靠分离。零件随定型套一起下落，防止磕碰损伤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的技术方案使薄壁环类零件加工操作方便，加工过程中零件不易变形，保证了加工精度。
附图说明
图1是本发明的实施例1的原理图；
图2是本发明的零件的结构示意图；
图3是本发明的实施例2的定型塞插入毛坯的结构示意图；
图4是本发明的实施例2的定型套套装在毛坯上的结构示意图；
图中：1、毛坯材料，2、卡盘，3、环槽，4、外径应力释放槽，5、内径应力释放槽，6、零件，7、定型塞，8、定型套，9、弹性缓冲层，10、推动销，11、推动面，12、定位弹簧，13、凸缘，14、定位盖。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1：一种薄壁环类零件加工方法（参见附图1、附图2），包括以下步骤：
S1，将环类毛坯材料去应力处理；
S2，将毛坯材料1装载到卡盘2上，采用外径粗加工刀、内径粗加工刀分别对毛坯外壁和内壁进行粗加工，采用外径粗加工刀或内径粗加工刀对毛坯端面进行粗加工，毛坯外壁上粗加工出环槽3，粗加工后留余量0.1-0.5mm；
S3，选用外径槽刀和内径槽刀分别在毛坯外壁上加工出外径应力释放槽4和毛坯内壁上加工出内径应力释放槽5，释放出零件内部应力；
S4，采用外径精加工刀、内径精加工刀对毛坯外壁和内壁进行半精加工，留余量0.02-0.06mm；采用外径精加工刀或内径精加工刀对毛坯端面进行半精加工，毛坯端面和环槽加工至最终尺寸；
S5，选用外径槽刀和内径槽刀进一步对外径应力释放槽和内径应力释放槽加工，释放出零件内部残余应力；外径应力释放槽和内径应力释放槽之间的径向厚度为0.03-0.1mm；
S6，采用外径精加工刀、内径精加工刀对毛坯外壁和内壁进行精加工至最终尺寸，形成零件6；
S7，将零件从毛坯材料上分离下来。
S1中去应力采用固溶处理或调质处理。S2中环槽粗加工后留余量0.15mm。S3中内径槽刀宽度不大于外径槽刀宽度的一半。S3中加工出的外径应力释放槽和内径应力释放槽对应设置，外径应力释放槽和内径应力释放槽之间的径向厚度为0.3-0.6mm。S3中加工出的外径应力释放槽靠近毛坯外端边缘与内径应力释放槽靠近毛坯外端边缘平齐。S7中对零件进行敲击，使零件从毛坯材料上分离下来。外径粗加工刀、内径粗加工刀均为R0.8加工刀；外径精加工刀、内径精加工刀均为R0.4加工刀。外径槽刀为3mm外径切槽刀具、内径槽刀为1.5mm内径槽刀具。
实施例2：一种薄壁环类零件加工方法（参见附图3、附图4），其步骤与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中S5中，先加工内径应力释放槽，内径应力释放槽加工完成后，在毛坯内装入定型塞7，定型塞外壁与毛坯内壁适配；然后加工外径应力释放槽；S6中，先采用外径精加工刀对毛坯外壁精加工至最终尺寸，然后将定型塞从毛坯中拔出，并在毛坯外壁上套装定型套8，采用内径精加工刀对毛坯内壁精加工至最终尺寸。定型塞外壁呈台阶状结构，定型塞小径部分与毛坯材料适配插装，定型塞大径部分与零件内壁适配插装。定型套内壁呈台阶状结构，定型套大径部分与毛坯材料适配插装，定型套小径部分与零件外壁适配插装。
定型塞外壁上设有弹性缓冲层9，定型套内壁上设有弹性缓冲层。定型套上和外径应力释放槽对应位置设有径向设置的推动销10，推动销内端设有倾斜设置的推动面11，推动销和定型套之间安装定位弹簧12，推动销外端延伸出定型套外壁；推动销上设有凸缘13，定型套上设有T形的安装孔，推动销插装在安装孔中，定位弹簧抵接在安装孔过渡面和凸缘之间，安装孔开口端连接定位盖14，凸缘与定位盖抵接在一起。S7中，先按压住推动销，同时转动定型套，使推动销上的推动面抵接到外径应力释放槽外边缘，将零件向外推动，使零件随定型套一起从毛坯材料上分离下来。其它步骤与实施例1相同。
以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，包括以下步骤：
S1，将环类毛坯材料去应力处理；
S2，将毛坯材料装载到卡盘上，采用外径粗加工刀、内径粗加工刀分别对毛坯外壁和内壁进行粗加工，采用外径粗加工刀或内径粗加工刀对毛坯端面进行粗加工，毛坯外壁上粗加工出环槽，粗加工后留余量0.1-0.5mm；
S3，选用外径槽刀和内径槽刀分别在毛坯外壁上加工出外径应力释放槽和毛坯内壁上加工出内径应力释放槽，释放出零件内部应力；
S4，采用外径精加工刀、内径精加工刀对毛坯外壁和内壁进行半精加工，留余量0.02-0.06mm；采用外径精加工刀或内径精加工刀对毛坯端面进行半精加工，毛坯端面和环槽加工至最终尺寸；
S5，选用外径槽刀和内径槽刀进一步对外径应力释放槽和内径应力释放槽加工，释放出零件内部残余应力；外径应力释放槽和内径应力释放槽之间的径向厚度为0.03-0.1mm；
S6，采用外径精加工刀、内径精加工刀对毛坯外壁和内壁进行精加工至最终尺寸，形成零件；S6时在毛坯外壁上套装定型套，采用内径精加工刀对毛坯内壁精加工至最终尺寸；定型套上和外径应力释放槽对应位置设有径向设置的推动销，推动销内端设有倾斜设置的推动面，推动销和定型套之间安装定位弹簧；
S7，将零件从毛坯材料上分离下来； S7中，先按压住推动销，同时转动定型套，使推动销上的推动面抵接到外径应力释放槽外边缘，将零件向外推动，使零件随定型套一起从毛坯材料上分离下来。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，S7中对零件进行敲击，使零件从毛坯材料上分离下来。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，S1中去应力采用固溶处理或调质处理。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，S2中环槽粗加工后留余量0.15mm。
5.根据权利要求1所述的一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，S3中内径槽刀宽度不大于外径槽刀宽度的一半。
6.根据权利要求1所述的一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，S3中加工出的外径应力释放槽和内径应力释放槽对应设置，外径应力释放槽和内径应力释放槽之间的径向厚度为0.3-0.6mm。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，外径粗加工刀、内径粗加工刀均为R0.8加工刀；外径精加工刀、内径精加工刀均为R0.4加工刀。
8.根据权利要求1所述的一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，S5中，先加工内径应力释放槽，内径应力释放槽加工完成后，在毛坯内装入定型塞，定型塞外壁与毛坯内壁适配；然后加工外径应力释放槽；S6中，先采用外径精加工刀对毛坯外壁精加工至最终尺寸，然后将定型塞从毛坯中拔出，并在毛坯外壁上套装定型套，采用内径精加工刀对毛坯内壁精加工至最终尺寸。
9.根据权利要求8所述的一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，定型塞外壁上设有弹性缓冲层，定型套内壁上设有弹性缓冲层。
10.根据权利要求8所述的一种薄壁环类零件加工方法，其特征是，推动销外端延伸出定型套外壁。
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