CN115446549A - 一种薄壁压气缸的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种薄壁压气缸的加工方法，其特征在于：通过锻压的方式获得圆筒状的毛坯，毛坯余量为3‑4mm；压气缸进行热处理，将铝合金工件在460‑520℃下固溶处理2‑3h；将固溶处理好的铝合金工件在160‑170℃下时效处理5‑8h，达到产品的使用性能；对压气缸进行粗机加工，单边留量1mm；对压气缸进行精加工，先精加工外圆，1mm量分三刀进行车加工，最后一刀留0.15mm，直至精车到成品尺寸；对产品进行打磨，清洗工序；用三坐标的测量方法对产品的外径和内径进行测量，测量的不同长度位置的测量6‑8点。发明的优点：能够提高生产效率，减少加工周期，加工质量稳定，能够保证变形量＜0.1mm。
Description
技术领域
本发明涉及机加工领域，特别涉及一种薄壁压气缸的加工方法。
背景技术
随着高压、特高压输电要求的不断提高，GIS断路器和GIS接地开关设备得到越来越多的广泛应用，压气缸是GIS产品的重要组成部分。压气缸本身精度的高低对于GIS产品能否安全运行影响重大，尤其这种薄壁结构的压气缸在制备过程中的保证高精度非常困难。
现有的技术是通过粗加工之后自然失效或者退火的方法来应力变形在加工过程中的产生，但也不能够保证产品高精度，并且这种方法加工效率低，制备周期长。
因此需要一种新的制备方法来提高加工效率，减少制备周期，同时也能够保证高精度的压气缸。
发明内容
本发明的目的是，解决薄壁压气缸在制备过程中应为变形而影响的精度，提高生产效率，减少生产周期，特提供了一种薄壁压气缸的加工方法。
一种薄壁压气缸的加工方法，其特征在于：
具体步骤如下：
步骤1.通过锻压的方式获得圆筒状的毛坯，毛坯余量为3-4mm；
步骤2.压气缸进行热处理，将铝合金工件在460-520℃下固溶处理2-3h；
将固溶处理好的铝合金工件在160-170℃下时效处理5-8h，达到产品的使用性能；
步骤3.对压气缸进行粗机加工，单边留量1mm；
步骤4.对压气缸进行精加工，先精加工外圆，1mm量分三刀进行车加工，最后一刀留0.15mm，直至精车到成品尺寸；
步骤5：对产品进行打磨，清洗工序；
步骤6：用三坐标的测量方法对产品的外径和内径进行测量，测量的不同长度位置的测量6-8点。
所述的步骤4中，用加工工装进行外圆防护，通过此加工工装防护能保证加工里孔时刀具产生的加工震动对外圆精度不产生影响，使外圆尺寸一直保持不变；
精加工里孔时，对不同壁厚的里孔加工进给量和转速不一样，进给量：0.1-0.3mm/r，转速：400-600r/min。
发明的优点：
本发明所述的薄壁压气缸的加工方法，能够提高生产效率，减少加工周期，加工质量稳定，能够保证变形量＜0.1mm。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明提供的压气缸的剖视图；
图2为本发明提供的精车里孔前，装夹产品示意图；
图3为发明提供的工装1剖视图；
图4为本发明提供的工装2的第一视角图。
具体实施方式
实施例1
压气缸是铝材质为6061-T6，薄壁的定义为5mm以下，即附图中的T为5mm以下为薄壁，最小的壁厚有2.5mm。压气缸在高压行业内需要高精度，外圆公差在0.05mm，里孔的公差在0.1mm，同时同轴度要求为0.1mm，一些常规的制备方法很难保证产品的合格率及加工效率。
附图1中的虚线框内部分是压气缸主要的工作部分，前面端面上有螺纹孔是用于与其他零件装配定位用的。
具体实施方案对本发明进行详细说明：
用过把铸棒进行锻压的方式来获得毛坯。通过这种方法能使毛坯产品尺寸一致，减少加工量的同时又减少了制造成本，同时又达到了使材料内部组织致密性高的目的。对毛坯进行热处理，使产品由铸态达到T6状态，目的是提高了抗拉强度和硬度。达到产品的使用性能。具体热处理参数不是本发明专利的新颖性，不做过多的说明。
在对毛坯进行粗加工，粗加工预留单边0.5mm加工量。同时必须保证同轴度为0.3mm。
对产品端面的孔用车铣复合机进行加工，先车一端外圆预留0.3mm量车出基准，然后加工出端面孔和端面孔处里孔尺寸到成品，目的是保证端面孔、端面里孔和外圆位置度和同轴度在0.02mm.
通过工装1对端面孔进行固定，加工外圆和里孔。工装1作用是由于薄壁件的厚度较薄，避免用三爪卡盘夹持后易产生变形。
先精车外圆到成品尺寸，这一步分2刀进行精车，精车外圆之后产品用专用工装2进行外圆固定防护，精车里孔，精车里孔时分3刀进行精加工，这个工装启动加工里孔时刀具产生的震动不影响外圆尺寸。全程加工时用切削液对产品进行降温，避免加工过程中产生的热量对产品壁厚变形。
不同壁厚参数不一样：
壁厚5mm
外圆加工参数：进给量F:0.2mm/r 转速：550r/min
里孔加工参数：进给量F:0.15mm/r 转速：500r/min
这样能够达到里孔精度变形量：0.05mm.
壁厚3mm时重复上述壁厚5mm的步骤。
外圆加工参数：进给量F:0.12mm/r 转速：450r/min
里孔加工参数：进给量F:0.1mm/r 转速：400r/min
这个能够达到里孔精度变形量：0.08mm
壁厚2.5mm:
外圆加工参数：进给量F:0.12mm/r 转速：400r/min
里孔加工参数：进给量F:0.1mm/r 转速：350r/min
这样能够保证精度变形量：0.1mm.
对产品进行清洗和打磨处理。
用三坐标的测量方法对产品的外径和内径进行测量。测量的不同长度位置的测量6-8点。
实施例2
压气缸是铝材质为6061-T6，薄壁的定义为5mm以下，即附图中的T为5mm以下为薄壁，最小的壁厚有2.5mm。压气缸在高压行业内需要高精度，外圆公差在0.05mm，里孔的公差在0.1mm，同时同轴度要求为0.1mm，一些常规的制备方法很难保证产品的合格率及加工效率。
附图1中的虚线框内部分是压气缸主要的工作部分，前面端面上有螺纹孔是用于与其他零件装配定位用的。
具体实施方案对本发明进行详细说明：
用过把铸棒进行锻压的方式来获得毛坯。通过这种方法能使毛坯产品尺寸一致，减少加工量的同时又减少了制造成本，同时又达到了使材料内部组织致密性高的目的。对毛坯进行热处理，使产品由铸态达到T6状态，目的是提高了抗拉强度和硬度。达到产品的使用性能。具体热处理参数不是本发明专利的新颖性，不做过多的说明。
在对毛坯进行粗加工，粗加工预留单边0.5mm加工量。同时必须保证同轴度为0.3mm。
对产品端面的孔用车铣复合机进行加工，先车一端外圆预留0.3mm量车出基准，然后加工出端面孔和端面孔处里孔尺寸到成品，目的是保证端面孔、端面里孔和外圆位置度和同轴度在0.02mm.
通过工装1对端面孔进行固定，加工外圆和里孔。工装1作用是由于薄壁件的厚度较薄，避免用三爪卡盘夹持后易产生变形。
先精车外圆到成品尺寸，这一步分2刀进行精车，精车外圆之后产品用专用工装2进行外圆固定防护，精车里孔，精车里孔时分3刀进行精加工，这个工装启动加工里孔时刀具产生的震动不影响外圆尺寸。全程加工时用切削液对产品进行降温，避免加工过程中产生的热量对产品壁厚变形。
不同壁厚参数不一样：
壁厚5mm
外圆加工参数：进给量F:0.3mm/r 转速：600r/min
里孔加工参数：进给量F:0.2mm/r 转速：550r/min
这样能够达到里孔精度变形量：0.05mm.
壁厚3mm时重复上述壁厚5mm的步骤。
外圆加工参数：进给量F:0.15mm/r 转速：500r/min
里孔加工参数：进给量F:0.12mm/r 转速：450r/min
这个能够达到里孔精度变形量：0.08mm
壁厚2.5mm:
外圆加工参数：进给量F:0.15mm/r 转速：450r/min
里孔加工参数：进给量F:0.12mm/r 转速：400r/min
这样能够保证精度变形量：0.1mm.
对产品进行清洗和打磨处理。
用三坐标的测量方法对产品的外径和内径进行测量。测量的不同长度位置的测量6-8点。
本发明未尽事宜为公知技术。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种薄壁压气缸的加工方法，其特征在于：
具体步骤如下：
步骤1.通过锻压的方式获得圆筒状的毛坯，毛坯余量为3-4mm；
步骤2.压气缸进行热处理，将铝合金工件在460-520℃下固溶处理2-3h；
将固溶处理好的铝合金工件在160-170℃下时效处理5-8h，达到产品的使用性能；
步骤3.对压气缸进行粗机加工，单边留量1mm；
步骤4.对压气缸进行精加工，先精加工外圆，1mm量分三刀进行车加工，最后一刀留0.15mm，直至精车到成品尺寸；
步骤5：对产品进行打磨，清洗工序；
步骤6：用三坐标的测量方法对产品的外径和内径进行测量，测量的不同长度位置的测量6-8点。
2.根据权利要求1所述的薄壁压气缸的加工方法，其特征在于：所述的步骤4中，用加工工装进行外圆防护，通过此加工工装防护能保证加工里孔时刀具产生的加工震动对外圆精度不产生影响，使外圆尺寸一直保持不变；
精加工里孔时，对不同壁厚的里孔加工进给量和转速不一样，进给量：0.1-0.3mm/r，转速：400-600r/min。
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