CN115609243A - 一种壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，包括以下步骤：步骤一，加工出能够包络结构件的多面体；步骤二，确定所述多面体中的铣削面；步骤三，对铣削面上薄壁异形部分投影的位置进行铣削加工；步骤四，在多面体相应的面加工孔；步骤五，在多面体内的设计位置来切割加工外形形状。本发明通过利用铣削留量后一次切割成型的方法，有效利用了内腔的预先加工，外框一次成型的加工方法，不仅简化了加工流程，避免了加工过程中薄壁部分的变形，而且还提高了加工效率，为此结构件以及类似此结构件的加工提供了一种简单的加工技术途径，通过合理的安排加工顺序，确保了产品的加工质量，尤其对于薄壁件的加工效果更好。

Description

一种壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法。

背景技术

在机械加工技术领域，对于异形薄壁结构件的加工一直存在较大的困难。通常对于壁厚均匀的结构件可以通过钣金加工的工艺方法实现，但是对于壁厚不均的薄壁结构件，通常只能采用焊接、铸造或机械加工等工艺方法实现。

而采用焊接的方式，由于焊接所产生的高温容易使零件变形，尤其对于薄壁结构件而言，而且工件材料的可焊性也决定了焊接的局限性，例如铝2A12就不能采用焊接的方式；

而采用铸造的方式，薄壁件的铸造难度较大，如果厚薄差异较大，铸造就更难保证，同时铸件的强度往往不能满足要求；

而采用传统的机械铣削方式加工，为了防止薄壁结构件变形，同行需要多道粗、半精、精加工等工序，分布加工，并合理设计夹具，采用多次装夹，中间过程通过热处理释放加工应力，最终满足加工要求，此种加工方式，效率太低，加工成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，以解决上述现有技术中存在的至少一个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，包括以下步骤：

步骤一，加工出能够包络结构件的多面体；

步骤二，根据结构件的结构形式，确定所述多面体中的铣削面；其中，铣削面一般为薄壁异形部分形成的内凹形状所面对的面及其相对面、或者薄壁异形部分在多面体上具有更多重复投影的面及其相对面；

步骤三，根据结构件的结构形式，对铣削面上薄壁异形部分投影的位置进行铣削加工，铣削至薄壁异形部分在多面体中的设计位置；

步骤四，根据结构件所需孔的位置在多面体相应的面加工孔，孔的深度超过孔所在的壁的厚度且小于其相继的壁的距离；

步骤五，按照结构件在多面体内的设计位置来切割加工外形形状，以成型结构件。

优选的，所述步骤一包括多面体的厚度与工件的最厚部位的尺寸及公差一致。

优选的，所述多面体的长宽方向各留单面10mm～15mm的线切割装夹量。

优选的，所述步骤五具体包括采用线切割的方式加工结构件的外形形状。

优选的，所述步骤五后还包括步骤六：切割件与结构件分离。

优选的，所述多面体采用六面体(例如，长方体)。

优选的，所述步骤四具体包括利用钻头钻孔的加工方式，钻孔时，在钻孔的部位上用尖钢冲冲出直径为1mm～2mm深的锥窝，以引导钻头定钻孔中心，当钻头进入锥窝时，结构件与钻头垂直。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过利用铣削留量后一次切割成型的方法，有效利用了内腔的预先加工，外框一次成型的加工方法，不仅简化了加工流程，避免了加工过程中薄壁部分的变形，而且还提高了加工效率，为此结构件以及类似此结构件的加工提供了一种简单的加工技术途径，通过合理的安排加工顺序，确保了产品的加工质量，尤其对于薄壁件的加工效果更好。

附图说明

图1为本发明的示意结构件立体示意图；

图2为本发明步骤二中多面体的表面加工及剖视图；

图3为本发明步骤三中多面体的表面加工及剖视图；

图4为本发明步骤五中切割的外形形状示意图；

图5为本发明多面体结构示意图；

图6为本发明步骤二中多面体表面加工后的立体视角图；

图7为本发明步骤三中多面体表面加工后的立体视角图；

图8为本发明步骤四中多面体一侧打孔后的结构示意图；

图9为本发明步骤四中多面体另一侧打孔后的结构示意图；

图10为本发明中多面体上双面铣削以及打孔后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图10，本发明提供一种技术方案：一种壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，包括以下步骤：

步骤一，加工出能够包络结构件的多面体；

步骤二，根据结构件的结构形式，确定所述多面体中的铣削面；其中，铣削面一般为薄壁异形部分形成的内凹形状所面对的面及其相对面、或者薄壁异形部分在多面体上具有更多重复投影的面及其相对面；

步骤三，根据结构件的结构形式，对铣削面上薄壁异形部分投影的位置进行铣削加工，铣削至薄壁异形部分在多面体中的设计位置；

步骤四，根据结构件所需孔的位置在多面体相应的面加工孔，孔的深度超过孔所在的壁的厚度且小于其相继的壁的距离；

步骤五，按照结构件在多面体内的设计位置来切割加工外形形状，以成型结构件。

下面详细介绍结构件的加工成型过程；

参看图1，下面以图1中示出的示例性薄壁异形金属结构件的结构形态为例，介绍本发明的加工方法；

首先，参看图5，根据结构件的产品尺寸将坯料加工成长方体形状，然后通过夹具对其进行夹持固定，以便于对其进行铣削加工；

然后，确定长方体的上下表面为铣削面。在长方体的上表面根据结构件的结构形式先绘制图样，以便于后续铣削的加工，具体结构样式可以根据对结构件的俯视图先定位铣削大小，然后再根据结构件的表面厚度来定位铣削的深度，在定位完毕后，对长方体的上表面进行铣削加工，最后成型为图2状态，即俯视图的状态，也可以参看图6所示，即立体图的状态；

再者，加工完一面后，将长方体翻面，对反面进行加工，具体操作步骤和原理同上述操作一样，最后铣削加工完为图3的状态，也可以参看图7，即立体图的状态；

双面的铣削结束后，结构件已经初步在长方体中展现，然后再对其两端的孔进行加工，具体可参看图8-9，钻孔加工；

其次，对长方体的外形进行加工，将多余的边角料进行切割加工，最后剩下结构件的形态，具体切割方式可参看图4，即在俯视图的视角下，切割出结构件的俯视轮廓，最后中间的内腔即为最后的结构件，完成加工过程。

综上，在此过程中，利用铣削留量后一次切割成型的方法，有效利用了内腔的预先加工，外框一次成型的加工方法，不仅简化了加工流程，避免了加工过程中薄壁部分的变形，而且还提高了加工效率，为此结构件以及类似此结构件的加工提供了一种简单的加工技术途径，通过合理的安排加工顺序，确保了产品的加工质量，尤其对于薄壁件的加工效果更好。

并且此种加工方法对于结构件的一体化成型，相比于将结构件拆成1、2、3三种部件进行焊接而言，不仅减少了后续焊接的工序，而且结构件的强度也更高。

值得一提的是，本发明中的加工方法不仅限于对图1中的结构件进行加工，还可以对类似的壁厚不均的异型金属结构件进行加工，适用性更佳。

在其中一个优选的实施例中，所述步骤一包括利用铣削的方式加工多面体的表面。

在其中一个优选的实施例中，所述步骤一包括多面体的厚度与工件的最厚部位的尺寸及公差一致。

通过设置多面体的厚度，在加工结构件中2的部分时，可以不需要在对其厚度进行加工，而且还可以通过这个平面来计算铣削时的厚度，起到参照的作用。

在其中一个优选的实施例中，所述多面体的长宽方向各留单面10mm～15mm的线切割装夹量。

在其中一个优选的实施例中，所述步骤五具体包括采用线切割的方式加工结构件的外形形状。

在其中一个优选的实施例中，所述步骤五后还包括步骤六：切割件与结构件分离。

在其中一个优选的实施例中，所述多面体采用六面体，优选采用长方体或者正方体等规则体。

在其中一个优选的实施例中，所述步骤四具体包括利用钻头钻孔的加工方式，钻孔时，在钻孔的部位上用尖钢冲冲出直径为1mm～2mm深的锥窝，以引导钻头定钻孔中心，当钻头进入锥窝时，结构件与钻头垂直。

本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义地加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，加工出能够包络结构件的多面体；

步骤二，根据结构件的结构形式，确定所述多面体中的铣削面；其中，铣削面一般为薄壁异形部分形成的内凹形状所面对的面及其相对面、或者薄壁异形部分在多面体上具有更多重复投影的面及其相对面；

步骤三，根据结构件的结构形式，对铣削面上薄壁异形部分投影的位置进行铣削加工，铣削至薄壁异形部分在多面体中的设计位置；

步骤四，根据结构件所需孔的位置在多面体相应的面加工孔，孔的深度超过孔所在的壁的厚度且小于其相继的壁的距离；

步骤五，按照结构件在多面体内的设计位置来切割加工外形形状，以成型结构件。

2.根据权利要求1所述的壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，其特征在于：所述步骤一包括利用铣削的方式加工多面体的表面。

3.根据权利要求1所述的壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，其特征在于：所述步骤一包括多面体的厚度与工件的最厚部位的尺寸及公差一致。

4.根据权利要求3所述的壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，其特征在于：所述多面体的长宽方向各留单面10mm～15mm的线切割装夹量。

5.根据权利要求1所述的壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，其特征在于：所述步骤五具体包括采用线切割的方式加工结构件的外形形状。

6.根据权利要求1-5任一项所述的壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，其特征在于：所述步骤五后还包括步骤六：切割件与结构件分离。

7.根据权利要求1-5任一项所述的壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，其特征在于：所述多面体采用六面体。

8.根据权利要求1所述的壁厚不均的薄壁异形金属结构件的加工方法，其特征在于：所述步骤四具体包括利用钻头钻孔的加工方式，钻孔时，在钻孔的部位上用尖钢冲冲出直径为1mm～2mm深的锥窝，以引导钻头定钻孔中心，当钻头进入锥窝时，结构件与钻头垂直。

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