CN115647750A - 一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于工装零件加工领域，一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法。选用小直径刀具，减小切削力，同时减少每层下切深度，降低切削量；随着切削力与切削量的减小，加工过程中产生的切削热、震动也随之降低，进而减小了加工中产生的变形；数铣加工时无需加框拉筋，编程简单，耗时少；加工时亦无加强筋牵拉，内部应力释放更加充分，且数铣后无需切除加强筋，不会发生加工后再次变形的情况，工装零件状态更加稳定；本发明，加工时多次逐步去量，释放工装零件内部的残余应力，中间过程亦合理安排热处理、时效、校平，平磨工序进行修整，逐步去除工装零件加工过程中产生的变形，使加工产生的变形从大到小，进而达到平衡稳定状态。

Description

一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法

技术领域

本发明属于工装零件加工领域，一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法。

背景技术

目前，“弯曲板类易变形工装”的加工方法主要是在粗、半精、精阶段留加强筋，增加工装零件的抗弯性，减少加工变形，这种方法为留出加强筋，需用远远大于工装外形尺寸的方形板料，材料利用率较低，且在编程时，加强筋位置需避让开，繁复性增加，为使得工装零件内部应力释放的更加充分，需分别在粗、半精最后阶段减薄加强筋，再自然时效72小时以上，得到相对稳定的工装零件；虽然在粗、半精阶段工装零件内部应力释放出大部分，但实际上，在精加工最后阶段，还需要完全切除加强筋，工装会再次发生变形，变形量不可控，对于精度要求高的工装零件，往往无法满足要求；且这种加工方法，对于工作人员的技术能力要求较高，加强筋的数量、尺寸、位置都对最终的加工效果有着决定性的影响。

加工过程中增加加强筋，加工毛坯用料多，加工编程繁复，且加强筋切除后，工装还会发生变形，加工结果可控性较低。

发明内容

技术方案

一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，具体步骤如下：

1)随形下料，高度方向留加工余量X，四周按最大外形随形，单边留加工余量Y；余量X，根据高度方向尺寸精度调节；余量Y，根据长宽比及形状调节；

2)精刨上、下平面平行，厚度方向留平磨余量Z；余量Z，保证后序两次平磨有加工余量，满足最终高度尺寸要求；

3)钳工手工校平，改善变形情况；

4)数控铣床粗铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.1mm，余量a，最小下切步距b，选用刀具，粗铣出最大外形轮廓；余量a，根据长宽比及形状调节，保证半精铣时，四周型面及圆角能加工出；最小下切步距b，根据刀具直径调节；

5)焖火，热校平，改善和消除残余内应力，稳定尺寸，减少变形；

6)平磨上、下平面平行，要求先粗磨，再精磨，反复翻面磨削，去除上、下平面变形量，控制上、下平面变形量Q；变形量Q，根据半精铣时型面余量调节，保证半精铣找正时，有均匀的加工余量；

7)数控铣床半精铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.1mm，余量c，最小下切步距d，选用刀具，半精铣出四周型面及圆角，预留基准孔；余量c，根据长宽比及形状调节，保证精铣时，四周型面及圆角能加工出；最小下切步距d，根据刀具直径调节；

8)自然状态下，时效24小时，改善和消除残余应力，稳定材料组织结构及尺寸；

9)平磨上、下平面平行，要求先粗磨，再精磨，反复翻面磨削，去除上、下平面变形量，控制上、下平面变形量W；变形量W，根据最终型面精度调节，保证能精铣出型面及圆角；

10)数控铣床精铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.05mm，余量e，最小下切步距f，半精铣出四周型面及圆角；余量e，根据长宽比及形状调节，保证精铣时，四周型面及圆角能加工出；最小下切步距f，根据刀具直径调节；自然状态下检查工装上、下平面的变形量，工装状态稳定，再进行等高加工编程，公差0.02mm，余量0mm，下切步距，精铣四周型面及圆角；最小-最大下切步距g-h，根据刀具直径调节。

进一步的，还包括步骤11，钳工精修抛光全部型面及圆角，非工作部分尖角倒圆。

进一步的，步骤1中余量X具体为8mm-12mm，根据高度方向尺寸精度调节，优选10mm；步骤1中余量Y具体为8mm-20mm，根据长宽比及形状调节，优选13mm-15mm；

进一步的，所述步骤2中余量Z具体为1mm-3mm，根据高度方向尺寸精度调节，优选2mm；

进一步的，所述步骤4中刀优选直径≤20mm；所述步骤4中余量a具体为3.5mm-6mm，根据长宽比及形状调节，优选5mm；所述步骤4中最小下切步距b具体为≤0.5mm，根据刀具直径调节；

进一步的，所述步骤6中Q具体为＜0.7mm，根据半精铣时型面余量调节，优选比半精铣余量小0.3mm；

进一步的，所述步骤7中刀优选直径≤12mm；

进一步的，所述步骤7中余量c具体为0.8mm-1.2mm，根据长宽比及形状调节，优选1mm；所述步骤7中最小下切步距d具体为≤0.3mm，根据刀具直径调节；

进一步的，所述步骤9中W具体为≤0.5mm，根据最终型面精度要调节；

进一步的，所述步骤10中刀优选直径≤12mm；所述步骤10中余量e具体为0.2mm-0.5mm，根据长宽比及形状调节，优选0.4mm；所述步骤10中最小下切步距f具体为≤0.3mm，根据刀具直径调节；

所述步骤10中自然状态下，检测上、下平面变形量，若变形量〉W，需返回步骤9再进行平磨。

技术效果

本发明根据工装零件外形随形下料，节约材料，降低成本；数铣编程时，选用小直径刀具，减小切削力，同时减少每层下切深度，降低切削量；随着切削力与切削量的减小，加工过程中产生的切削热、震动也随之降低，进而减小了加工中产生的变形；数铣加工时无需加框拉筋，编程简单，耗时少；加工时亦无加强筋牵拉，内部应力释放更加充分，且数铣后无需切除加强筋，不会发生加工后再次变形的情况，工装零件状态更加稳定；本发明，加工时多次逐步去量，释放工装零件内部的残余应力，中间过程亦合理安排热处理、时效、校平，平磨工序进行修整，逐步去除工装零件加工过程中产生的变形，使加工产生的变形从大到小，进而达到平衡稳定状态。本发明，可以应用到机械零件加工领域，为弱刚性零件加工，控制加工变形，提供一种新思路。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下所述仅为本发明一部分实施例，非全部实施例。基于本发明实施例，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。

实施例1

1、随形下料，高度方向留加工余量10mm，四周按最大外形随形，单边留加工余量15mm；

2、精刨上、下平面平行，厚度方向留平磨余量2mm；

3、钳工手工校平，改善变形情况；

4、数控铣床粗铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.1mm，余量5mm，最小下切步距0.5mm，选用φ20r1平底圆角刀具，粗铣出最大外形轮廓；

5、焖火，热校平，改善和消除残余内应力，稳定尺寸，减少变形；

6、平磨上、下平面平行，要求先粗磨，再精磨，反复翻面磨削，去除上、下平面变形量，控制变形量＜0.7mm；

7、数控铣床半精铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.1mm，余量1mm，最小下切步距0.3mm，选用φ12r1平底圆角刀具，半精铣出四周型面及圆角，预留基准孔；

8、自然状态下，时效24小时，改善和消除残余应力，稳定材料组织结构及尺寸；

9、平磨上、下平面平行，要求先粗磨，再精磨，反复翻面磨削，去除上、下平面变形量，控制变形量≤0.5mm；

10、数控铣床精铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.05mm，余量0.4mm，最小下切步距0.3mm，半精铣出四周型面及圆角；自然状态下检查工装的变形量，工装状态稳定，再进行等高加工编程，公差0.02mm，余量0mm，(最小，最大)下切步距(0.2，0.3)mm，精铣四周型面及圆角；

11、钳工精修抛光全部型面及圆角，非工作部分尖角倒圆。

实施效果：应用本发明的加工方法，生产出合格件。

实施例2

用于弯曲板类易变形工装的加工方法，具体步骤如下：

1、随形下料，高度方向留加工余量X，四周按最大外形随形，单边留加工余量Y；余量X，根据高度方向尺寸精度调节；余量Y，根据长宽比及形状调节；

2、精刨上、下平面平行，厚度方向留平磨余量Z；余量Z，保证后序两次平磨有加工余量，满足最终高度尺寸要求；

3、钳工手工校平，改善变形情况；

4、数控铣床粗铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.1mm，余量a，最小下切步距b，选用刀具，粗铣出最大外形轮廓；余量a，根据长宽比及形状调节，保证半精铣时，四周型面及圆角能加工出；最小下切步距b，根据刀具直径调节；

5、焖火，热校平，改善和消除残余内应力，稳定尺寸，减少变形；

6、平磨上、下平面平行，要求先粗磨，再精磨，反复翻面磨削，去除上、下平面变形量，控制上、下平面变形量Q；变形量Q，根据半精铣时型面余量调节，保证半精铣找正时，有均匀的加工余量；

7、数控铣床半精铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.1mm，余量c，最小下切步距d，选用刀具，半精铣出四周型面及圆角，预留基准孔；余量c，根据长宽比及形状调节，保证精铣时，四周型面及圆角能加工出；最小下切步距d，根据刀具直径调节；

8、自然状态下，时效24小时，改善和消除残余应力，稳定材料组织结构及尺寸；

9、平磨上、下平面平行，要求先粗磨，再精磨，反复翻面磨削，去除上、下平面变形量，控制上、下平面变形量W；变形量W，根据最终型面精度调节，保证能精铣出型面及圆角；

10、数控铣床精铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.05mm，余量e，最小下切步距f，半精铣出四周型面及圆角；余量e，根据长宽比及形状调节，保证精铣时，四周型面及圆角能加工出；最小下切步距f，根据刀具直径调节；自然状态下检查工装上、下平面的变形量，工装状态稳定，再进行等高加工编程，公差0.02mm，余量0mm，(最小-最大)下切步距(g-h)，精铣四周型面及圆角；最小-最大下切步距(g-h)，根据刀具直径调节。

进一步的，还包括步骤11，钳工精修抛光全部型面及圆角，非工作部分尖角倒圆。

进一步的，所述步骤1中随形下料，与现有下料方式对比，节省材料，成本低；

进一步的，步骤1中余量X具体为8mm-12mm，根据高度方向尺寸精度调节，优选10mm；

进一步的，步骤1中余量Y具体为8mm-20mm，根据长宽比及形状调节，优选13mm-15mm；

进一步的，所述步骤2中余量Z具体为1mm-3mm，根据高度方向尺寸精度调节，优选2mm；

进一步的，所述步骤4中刀优选直径≤20mm；

进一步的，所述步骤4中余量a具体为3.5mm-6mm，根据长宽比及形状调节，优选5mm；

进一步的，所述步骤4中最小下切步距b具体为≤0.5mm，根据刀具直径调节；

进一步的，所述步骤6中Q具体为＜0.7mm，根据半精铣时型面余量调节，优选比半精铣余量小0.3mm；

进一步的，所述步骤7中刀优选直径≤12mm；

进一步的，所述步骤7中余量c具体为0.8mm-1.2mm，根据长宽比及形状调节，优选1mm；

进一步的，所述步骤7中最小下切步距d具体为≤0.3mm，根据刀具直径调节；

进一步的，所述步骤9中W具体为≤0.5mm，根据最终型面精度要调节；

进一步的，所述步骤10中刀优选直径≤12mm；

进一步的，所述步骤10中余量e具体为0.2mm-0.5mm，根据长宽比及形状调节，优选0.4mm；

进一步的，所述步骤10中最小下切步距f具体为≤0.3mm，根据刀具直径调节；

进一步的，所述步骤10中自然状态下，检测上、下平面变形量，若变形量〉W，需返回步骤9再进行平磨；

进一步的，所述步骤10中(最小-最大)下切步距(g-h)具体为(0.05-0.3)mm，根据刀具直径调节。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1随形下料，高度方向留加工余量X，四周按最大外形随形，单边留加工余量Y；余量X，根据高度方向尺寸精度调节；余量Y，根据长宽比及形状调节；

步骤2精刨上、下平面平行，厚度方向留平磨余量Z；余量Z，保证后序两次平磨有加工余量，满足最终高度尺寸要求；

步骤3钳工手工校平，改善变形情况；

步骤4数控铣床粗铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.1mm，余量a，最小下切步距b，选用刀具，粗铣出最大外形轮廓；余量a，根据长宽比及形状调节，保证半精铣时，四周型面及圆角能加工出；最小下切步距b，根据刀具直径调节；

步骤5焖火，热校平，改善和消除残余内应力，稳定尺寸，减少变形；

步骤6平磨上、下平面平行，要求先粗磨，再精磨，反复翻面磨削，去除上、下平面变形量，控制上、下平面变形量Q；变形量Q，根据半精铣时型面余量调节，保证半精铣找正时，有均匀的加工余量；

步骤7数控铣床半精铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.1mm，余量c，最小下切步距d，选用刀具，半精铣出四周型面及圆角，预留基准孔；余量c，根据长宽比及形状调节，保证精铣时，四周型面及圆角能加工出；最小下切步距d，根据刀具直径调节；

步骤8自然状态下，时效24小时，改善和消除残余应力，稳定材料组织结构及尺寸；

步骤9平磨上、下平面平行，要求先粗磨，再精磨，反复翻面磨削，去除上、下平面变形量，控制上、下平面变形量W；变形量W，根据最终型面精度调节，保证能精铣出型面及圆角；

步骤10数控铣床精铣，具体编程方法如下：

应用powermill编程软件进行编程，等高加工编程方法，公差0.05mm，余量e，最小下切步距f，半精铣出四周型面及圆角；余量e，根据长宽比及形状调节，保证精铣时，四周型面及圆角能加工出；最小下切步距f，根据刀具直径调节；自然状态下检查工装上、下平面的变形量，工装状态稳定，再进行等高加工编程，公差0.02mm，余量0mm，下切步距，精铣四周型面及圆角；最小-最大下切步距g-h，根据刀具直径调节。

2.根据权利要求1所述的一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，还包括步骤11，钳工精修抛光全部型面及圆角，非工作部分尖角倒圆。

3.根据权利要求1所述的一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，步骤1中余量X具体为8mm-12mm，根据高度方向尺寸精度调节，优选10mm；步骤1中余量Y具体为8mm-20mm，根据长宽比及形状调节，优选13mm-15mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，所述步骤2中余量Z具体为1mm-3mm，根据高度方向尺寸精度调节，优选2mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，所述步骤4中刀优选直径≤20mm；所述步骤4中余量a具体为3.5mm-6mm，根据长宽比及形状调节，优选5mm；所述步骤4中最小下切步距b具体为≤0.5mm，根据刀具直径调节。

6.根据权利要求1所述的一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，所述步骤6中Q具体为＜0.7mm，根据半精铣时型面余量调节，优选比半精铣余量小0.3mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，所述步骤7中刀优选直径≤12mm；所述步骤7中余量c具体为0.8mm-1.2mm，根据长宽比及形状调节，优选1mm；所述步骤7中最小下切步距d具体为≤0.3mm，根据刀具直径调节。

8.根据权利要求1所述的一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，所述步骤9中W具体为≤0.5mm，根据最终型面精度要调节。

9.根据权利要求1所述的一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，所述步骤10中刀优选直径≤12mm；所述步骤10中余量e具体为0.2mm-0.5mm，根据长宽比及形状调节，优选0.4mm；所述步骤10中最小下切步距f具体为≤0.3mm，根据刀具直径调节。

10.根据权利要求1所述的一种用于弯曲板类易变形工装的加工方法，其特征在于，所述步骤10中自然状态下，检测上、下平面变形量，若变形量〉W，需返回步骤9再进行平磨。