CN115570337A - 一种环形管四通加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环形管四通的加工方法，包括以下步骤：备料；热处理；车磨加工出两端面及外圆，进行无损探伤；铣加工十字外形，在立式加工中心上一次装夹完成十字外形加工，钳加工去除毛刺；铣加工L1左右两面和L2上下两面,用精密虎钳装夹扁四个外圆尺寸至要求，钳加工去除毛刺；车加工4处圆弧，在卧式数控车床上分别用软爪夹紧4处圆弧，使车零件外形至要求尺寸，钳加工去除毛刺；铣加工钻孔，在立式加工中心上，分别用软爪夹紧4个外圆加工内孔，钻头将孔钻穿，然后用铣刀对内孔进行粗铰、半精铰及精铰至要求；在立式加工中心上，用专用毛刷清除内孔中相贯处的毛刺；钳加工打磨并荧光检验。
Description
技术领域
本发明属于管道加工技术领域，具体涉及一种环形管四通加工方法。
背景技术
环形管四通主要应用于主管道要分支管处。作为通气、通液的管路附件，为了确保在高温和低温极端环境下使用，对内孔的要求较高，即使加工内孔时出现的圈印都视为材料本身的缺陷而报废，并且内孔粗糙度要求Ra1.6。环形管四通属于长径比较大的深小孔，加工时排屑较为困难很容易划伤内孔导致零件报废。同时为了保证在有限的空间里实现环形管四通与其它管件的装配焊接，对形位公差要求较高。
目前主要采用的加工方法是：备料→热处理→车(普通车床加工两端面及外圆)→无损探伤→铣(普通铣床铣十字外形)→钳(去除毛刺)→车(普通车床上用工装装夹四方外形，为数控车加工两个基准外圆)→车(卧式数控车加工外形和内孔)→钳(打磨棱角、锐边，使之圆滑过渡)→荧光检验→标记。
现有的加工方法使普通车床加工后两大端面间的平行度在0.1左右，从而最终导致尺寸与对应基准的对称度无法满足；普通铣床由于设备的加工精度不高，并且不能在一次装夹完成加工，铣出的十字外形相互间的垂直度在0.08左右，误差叠加到工序数控车上，最终零件的外圆与外圆之间、外圆和内孔之间的形位公差不能满足图纸要求；在卧式数控车上加工内孔，钻、铰时因排屑不畅很容易划伤内孔出现圈印导致零件报废。
因此，为了解决环形管四通的内孔圈印和形位公差问题，亟需一种稳定、可靠的加工方法，以提高零件的合格率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明旨在提供一种环形管四通加工方法，
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种环形管四通的加工方法，包括以下步骤：
步骤1：备料，选取棒料；
步骤2：热处理，淬火、回火；
步骤3：车磨加工出两端面及外圆，使两端面平行度达到要求后进行无损探伤；
步骤4：铣加工十字外形，在立式加工中心上一次装夹完成十字外形加工，使两两垂直的十字外形相互间的垂直度达到要求，钳加工去除毛刺；
步骤5：铣加工L1左右两面和L2上下两面,用精密虎钳装夹扁四个外圆尺寸至要求，外圆之间的垂直度达到要求，钳加工去除毛刺；
步骤6：车加工4处圆弧，在卧式数控车床上分别用软爪夹紧4处圆弧，使车零件外形至要求尺寸，钳加工去除毛刺；
步骤7：铣加工钻孔，在立式加工中心上，分别用软爪夹紧4处外圆加工内孔，钻头将孔钻穿，然后用铣刀对内孔进行粗铰、半精铰及精铰至要求。
步骤8：在立式加工中心上，用专用毛刷清除内孔中相贯处的毛刺；
步骤9：钳加工打磨并荧光检验。
步骤1中的棒料为GB/T1220-2007的14Cr17Ni2不锈钢棒料。
所述步骤2的热处理，淬火加热温度为：(1000±10)℃，保温(50～55) min，油冷，油温为(40～80)℃；回火加热温度为(550±10)℃，保温(90～ 120)min，油冷，油温为(20～80)℃。
所述步骤3分为用普通卧式车床的车加工和用平面磨床的磨加工，车加工两端面留磨削余量；平面磨床加工两端面平行度小于0.02mm，两端面作为后续工序中的加工基准，以此保证零件的对称度达到要求；
在平行度达到要求后使用超声波对零件进行无损探伤，零件无热处理裂纹和材料缺陷后进入下一步加工工序。
步骤4中，所述加工出的十字外形，两两垂直的十字外形相互间的垂直度小于0.02mm。
步骤5中，加工的两个外圆之间的垂直度小于0.02mm，在立式加工中心上用精密虎钳装夹外形扁式时，找准中心粗、精加工两个基准外圆作为数控车的装夹基准。
步骤7中，从零件两端依次钻孔，每次的孔深大于零件长度的一半，最后一次钻孔时孔被打通，确保加工时排屑通畅，减少加工时对内孔的粗糙度影响，同时多次的铰加工有效地去除了粗加工形成的划痕。
步骤9中，打磨外形棱角、锐边，使之圆滑，所述荧光检验主要检验内孔加工中产生的圈印等问题，作为零件合格的判断依据。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1.通过每道工序对装夹基准的精密加工，两端面平行度、十字外形相互间的垂直度及外圆之间的垂直度均小于0.02mm，为零件的最终形位公差合格提供了可靠的保证，使得零件的外圆与外圆之间、外圆和内孔之间的形位公差满足图纸要求。
2.通过多次的铰加工内孔，进行粗铰、半精铰及精铰，有效地去除了粗加工形成的划痕，从而保证加工出的内孔不但粗糙度达到要求而且消除了圈印。
3.通过用专用毛刷清除内孔中相贯处的毛刺。有效避免了因人工去除内孔毛刺，用刮刀划伤内孔的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。
图1为本发明中环形管四通的结构示意图；
图2为本发明中车加工两端面工序的示意图；
图3为本发明中铣加工十字外形工序的示意图；
图4为本发明中铣加工L1左右两面和L2上下两面工序的示意图；
图中，1-第一次车端面厚度尺寸；2-第一次车加工外圆尺寸；3-铣加工十字外形十字外圆尺寸；4-铣加工十字外形零件厚度；5-铣加工十字外形零件长度； 6-圆弧；7-精密虎钳装夹扁的外圆尺寸；8-L1面；9-L2面；10-零件最终长方形宽度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
一种环形管四通的加工方法，包括以下步骤：
步骤1：备料，选取GB/T1220-2007的14Cr17Ni2不锈钢棒料；
步骤2：热处理，淬火加热温度为：(1000±10)℃，保温(50～55)min，油冷，油温为(40～80)℃；回火加热温度为(550±10)℃，保温(90～120) min，油冷，油温为(20～80)℃；
步骤3：车磨加工出两端面及外圆，车磨加工分为车加工和磨加工，具体操作为：
车加工：在普通卧式车床加工，加工工序图见图2：
步骤31：用三爪卡盘的硬爪夹紧坯料外圆，夹紧的同时校正端面，车一端面，端面车出即可，车外圆尺寸Φ78±0.3mm。
步骤32：用三爪卡盘的软爪夹紧已车外圆，并靠紧已车端面。车端面保证厚度尺寸12.6±0.1mm，车外圆尺寸Φ78±0.3mm，外圆允许接刀。
磨加工：在平面磨床加工：
步骤33：一端面靠在工作台上，磨一端面，端面磨出即可，并保证另一端面有加工余量；
步骤34：调面，将已磨端面靠在工作台上，磨另一端面，保证厚度尺寸12 ±0.05mm和小于0.02mm的平行度。
步骤35：按GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声波检验方法》A级进行超声波无损探伤，主要检查零件有无热处理裂纹和材料缺陷，合格后的零件进入下一道工序。
步骤4：铣加工十字外形，加工工序图见图3，在立式加工中心上一次装夹完成十字外形加工，四个十字外圆尺寸为Φ10±0.1mm，厚度为12±0.05mm，零件长度为74±0.01mm，两两垂直的十字外形相互间的垂直度小于0.02mm，最后钳加工去除毛刺；
步骤5：铣加工L1左右两面和L2上下两面,加工工序图见图4：
步骤51：用精密虎钳装夹扁式L1对应两面,找正零件中心铣加工A基准对应外圆尺寸为Φ9±0.1mm；
步骤52：同理，用精密虎钳装夹扁式L2对应两面,找正零件中心铣加工另一端对应外圆尺寸为Φ9±0.1mm，零件长度为74±0.01mm；
步骤52：保证两个外圆之间的垂直度小于0.02mm，最后钳加工去除铣加工产生毛刺；
步骤6：车加工4处圆弧，加工工序图见图1：
在卧式数控车床上分别用软爪夹紧4处外圆，加工圆弧为两两垂直的直角，圆弧被转为一个正方形形状，宽度为12±0.01mm，最后钳加工去除毛刺；
步骤7：铣加工钻孔，在立式加工中心上加工，加工工序图见图1：
步骤71：用软爪装夹
外圆，中心钻定位；
步骤72：用Ф3.6内冷钻头加工底孔，深度大于36.5mm；
步骤73：调头装夹另一端
外圆中心钻定位；
步骤74：用Ф3.6内冷钻头加工底孔，深度大于36.5mm(此时将孔钻穿，后面的加工易于排铁屑；
步骤75：用Ф3.8内冷铰铣刀加工内孔深度36.5mm(因该孔属于长径比较大的深小孔，设计图纸允许在中间位置接刀)；
步骤76：用Ф4.0内冷铰铣刀加工内孔深度36.5mm；
步骤77：用Ф4.04内冷铰刀粗铰内孔，加工深度36.5mm；
步骤78：用Ф4.08内冷铰刀半精铰内孔，加工深度36.5mm；
步骤79：用Ф4.1内冷铰刀精铰内孔，加工深度36.5mm；
调头装夹另一端
，重复75、76、77、78、79步骤，完成一组通孔的加工，同理加工与之垂直的另一组通孔时重复上面71到79的加工步骤；
步骤8：在立式加工中心上，用专用毛刷清除内孔中相贯处的毛刺；
步骤9：打磨外形棱角、锐边，使之圆滑，荧光检验内孔加工中产生的圈印等问题，作为零件合格的判断依据。
该方法稳定、可靠，解决了环形管四通的内孔圈印和形位公差问题，提高零件的合格率。
以上对本发明所提供的一种环形管四通的加工方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构及工作原理进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
Claims (8)
1.一种环形管四通的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：备料，选取棒料；
步骤2：热处理，淬火、回火；
步骤3：车磨加工出两端面及外圆，使两端面平行度达到要求后进行无损探伤；
步骤4：铣加工十字外形，在立式加工中心上一次装夹完成十字外形加工，使两两垂直的十字外形相互间的垂直度达到要求，钳加工去除毛刺；
步骤5：铣加工L1左右两面和L2上下两面,用精密虎钳装夹扁四个外圆尺寸至要求，外圆之间的垂直度达到要求，钳加工去除毛刺；
步骤6：车加工4处圆弧，在卧式数控车床上分别用软爪夹紧4处圆弧，使车零件外形至要求尺寸，钳加工去除毛刺；
步骤7：铣加工钻孔，在立式加工中心上，分别用软爪夹紧4个外圆加工内孔，钻头将孔钻穿，然后用铣刀对内孔进行粗铰、半精铰及精铰至要求。
步骤8：在立式加工中心上，用专用毛刷清除内孔中相贯处的毛刺；
步骤9：钳加工打磨并荧光检验。
2.根据权利要求1所述的环形管四通的加工方法，其特征在于：步骤1中的棒料为GB/T1220-2007的14Cr17Ni2不锈钢棒料。
3.根据权利要求1所述的环形管四通的加工方法，其特征在于：所述步骤2的热处理，淬火加热温度为：(1000±10)℃，保温(50～55)min，油冷，油温为(40～80)℃；回火加热温度为(550±10)℃，保温(90～120)min，油冷，油温为(20～80)℃。
4.根据权利要求1所述的环形管四通的方法，其特征在于：所述步骤3分为用普通卧式车床的车加工和用平面磨床的磨加工，车加工两端面留磨削余量；平面磨床加工两端面平行度小于0.02mm，两端面作为后续工序中的加工基准，以此保证零件的对称度达到要求；
在平行度达到要求后使用超声波对零件进行无损探伤，零件无热处理裂纹和材料缺陷后进入下一步加工工序。
5.根据权利要求1所述的环形管四通的加工方法，其特征在于：步骤4中，所述加工出的十字外形，两两垂直的十字外形相互间的垂直度小于0.02mm。
6.根据权利要求1所述的环形管四通的加工方法，其特征在于：步骤5中，加工的两个外圆之间的垂直度小于0.02mm，在立式加工中心上用精密虎钳装夹外形扁式时，找准中心粗、精加工两个基准外圆作为数控车的装夹基准。
7.根据权利要求1所述的环形管四通的加工方法，其特征在于：步骤7中，从两端面依次钻孔，每次的孔深大于零件长度的一半，最后一次钻孔时孔被打通，确保加工时排屑通畅，减少加工时对内孔的粗糙度影响，同时多次的铰加工有效地去除了粗加工形成的划痕。
8.根据权利要求1所述的环形管四通的加工方法，其特征在于：步骤9中，打磨外形棱角、锐边，使之圆滑，所述荧光检验主要检验内孔加工中产生的圈印等问题，作为零件合格的判断依据。
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