CN116604283A - 薄壁加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于薄壁加工工艺技术领域，具体公开了一种薄壁加工方法；所述薄壁加工方法包括：夹装，先将待加工工件夹装在车床上的夹具上；粗加工，对待加工工件进行自上到下分层加工削除毛坯量，制得阶梯状薄壁件；高低温处理，将制得的阶梯状薄壁件进行高低温循环热处理；定位基准加工，采用扇形软爪及开口环对高低温处理后的阶梯状薄壁件的外壁和内形进行精车加工；精加工，根据阶梯状薄壁件原材料的硬度以及机械性能选定切削刀具，对阶梯状薄壁件由外层向内层分层加工。本发明在零件完成粗加工之后，进行精加工之前对零件进行高低温循环热处理，高低温热处理能够消除零件的内应力，防止内应力导致零件产生变形。
Description
技术领域
本发明属于薄壁加工工艺技术领域，特别涉及一种薄壁加工方法。
背景技术
在工厂的实际生产过程中，经常要进行薄壁零部件的车削加工，由于这些零部件是保证产品质量以及性能的关键零件，因此其几何尺寸精度、形位公差以及表面粗糙度等均要求较高，导致薄壁零部件的加工难度增大。薄壁零部件实际加工生产过程中，切削力、切削热以及残余应力等因素均会导致零部件出现变形的问题，具体为在车削过程中，通常采用刀具进行对零件进行切削，如果刀尖圆角过大或刀尖磨损严重，以及切削参数设置不合理会在切削过程中产生过大的切削力，导致零件产生变形；零件切削过程中会产生大量的热能导致零件表面温度快速升高，热胀冷缩导致零件出现的变形在切削结束后无法恢复，导致零件产生变形；此外车削加工过程中，由于零件受到切削力和切削热等因素影响，零件内部的应力平衡被破坏，加工完成后零件内部恢复平衡的过程中，会释放部分残余应力，导致零件产生变形。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种薄壁加工方法，所述薄壁加工方法包括：
S1、夹装，先将待加工工件夹装在车床上的夹具上；
S2、粗加工，对待加工工件进行自上到下分层加工削除毛坯量，制得阶梯状薄壁件；
S3、高低温处理，将制得的阶梯状薄壁件进行高低温循环热处理；
S4、定位基准加工，采用扇形软爪及开口环对高低温处理后的阶梯状薄壁件的外壁和内形进行精车加工；
S5、精加工，根据阶梯状薄壁件原材料的硬度以及机械性能选定切削刀具，对阶梯状薄壁件由外层向内层分层加工。
优选的，所述S2粗加工中，进行分层车削时，切削速度为：80-120m/min；道具进给为：0.05mm/r；背吃刀量为：0.1mm。
优选的，所述S3高低温处理中，高温设置为130℃-150℃，低温设置为-100℃～-120℃，保温时间设为1-1.5h。
优选的，所述S3高低温处理中，高低温循环热处理的次数为2-3次。
优选的，在所述S5精加工之前，将阶梯状薄壁件按照定位基准进行固定。
优选的，所述采用扇形软爪及开口环对高低温处理后的阶梯状薄壁件的外壁和内形进行精车加工具体为：
采用扇形软爪及开口环内撑右端基准内孔，精车阶梯状薄壁件左端外形；采用扇形软爪及开口环内撑左端基准内孔，精车阶梯状薄壁件右端外形；采用扇形软爪及开口环外夹右端，精车阶梯状薄壁件左端内形；采用扇形软爪及开口环外夹左端，精车阶梯状薄壁件右端内形。
本发明的有益效果如下：
本发明通过在粗加工阶段对待加工工件进行自上到下分层加工削除毛坯量达到快速去除毛坯量得到初步满足精加工的阶梯状薄壁件；本发明在零件完成粗加工之后，进行精加工之前对零件进行高低温循环热处理，高低温热处理能够消除零件的内应力，防止内应力导致零件产生变形；本发明在零件完成高低温处理过后进行定位基准加工，提升零件的几何尺寸精度以及形位公差精度；本发明为零件的加工提供了可靠保障，提升了薄壁零件的生产效率，大幅提升了产品合格率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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示出了本发明薄壁加工方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
本发明为防止出现薄壁零件在加工过程中因零件产生变形，导致薄壁零件的尺寸精度或者形位公差精度偏差过大的的情况；本发明公开了一种薄壁加工方法，此种薄壁加工方法能够有效地控制薄壁零件加工过程中的零件形变量。图1示出了薄壁加工方法流程图，所述薄壁加工方法包括：
S1、夹装，先将待加工工件夹装在车床上的夹具上。
夹装的过程中应当保证待加工件定位准确，并留出车削刀具的走刀路径，以满足加工要求。
S2、粗加工，对待加工工件进行自上到下分层加工削除毛坯量，制得阶梯状薄壁件。
由于产品形状为薄壁零件，加工过程中金属去除量高，因此在精加工之前需要先对待加工材料进行粗加工削除毛坯，从而制得满足初步加工要求的阶梯状薄壁件。为了达到快速削除毛坯件的余量的目的，选用高转速、慢进给、小切宽的工艺参数进行加工，粗加工阶段的切削速度为：80-120m/min；刀具进给为：0.05mm/r；背吃刀量为：0.1mm。为防止待加工工件在车削过程中产生变形，对零件进行分层车削，每一层留有设定的加工余量，使得待加工件在粗加工过后成为阶梯状，以满足进一步精加工过程的加工要求。
S3、高低温处理，将制得的阶梯状薄壁件进行高低温循环热处理。
为了保证薄壁零件的几何尺寸公差精度以及形位公差精度，对粗加工后制得的阶梯状薄壁零件进行2-3次高低温循环热处理，以消除阶梯状薄壁零件的内应力；其中，高温温度在130℃-150℃范围内，低温温度在-100℃～-120℃范围内，每次保温时间为1-1.5h。
S4、定位基准加工，采用扇形软爪及开口环对高低温处理后的阶梯状薄壁件的外壁和内形进行精车加工。
为防止经过高低温处理后的阶梯状薄壁零件产生微量形变，需要对其进行定位基准加工，定位基准加工具体采用扇形软爪及开口环内撑右端基准内孔，精车阶梯状薄壁件左端外形；采用扇形软爪及开口环内撑左端基准内孔，精车阶梯状薄壁件右端外形；采用扇形软爪及开口环外夹右端，精车阶梯状薄壁件左端内形；采用扇形软爪及开口环外夹左端，精车阶梯状薄壁件右端内形。所述定位基准加工过程的切削速度为：70m/min；刀具进给为：0.03mm/r。经定位基准加工后的阶梯状薄壁零件能够保证薄壁零件在径向以及轴向上尺寸精度在0.01mm以内，防止因薄壁零件的基准尺寸出现偏差，导致精加工后的薄壁零件的尺寸精度以及形位公差精度无法达到合格要求。
S5、精加工，根据阶梯状薄壁件原材料的硬度以及机械性能选定切削刀具，对阶梯状薄壁件由外层向内层分层加工。
精加工阶段应当根据原材料的硬度及其机械性能选用刀具型号；示例性的，当原材料为铝合金时，对应的车削刀具就需要具有耐磨、切削刃锋锐以及刃倾角为正角度的特征，才能够满足使用要求；当原材料为铝合金时，刀具型号可选用VBMT160406。精加工阶段的切削速度为：90m/min；刀具进给为：0.025mm/r；切削宽度为0.01mm；其中切削深度需要根据薄壁零件的实际尺寸进行设定。
本发明采用乳化液作为冷却液，以减少切削热对加工过程以及零件加工质量的影响；乳化液具有较好的冷却效果，能够同时对刀具和零件进行冷却，降低切削温度，保证零件的形变量的可控的范围内。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种薄壁加工方法，其特征在于，所述薄壁加工方法包括：
S1、夹装，先将待加工工件夹装在车床上的夹具上；
S2、粗加工，对待加工工件进行自上到下分层加工削除毛坯量，制得阶梯状薄壁件；
S3、高低温处理，将制得的阶梯状薄壁件进行高低温循环热处理；
S4、定位基准加工，采用扇形软爪及开口环对高低温处理后的阶梯状薄壁件的外壁和内形进行精车加工；
S5、精加工，根据阶梯状薄壁件原材料的硬度以及机械性能选定切削刀具，对阶梯状薄壁件由外层向内层分层加工。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁加工方法，其特征在于，所述S2粗加工中，进行分层车削时，切削速度为：80-120m/min；道具进给为：0.05mm/r；背吃刀量为：0.1mm。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁加工方法，其特征在于，所述S3高低温处理中，高温设置为130℃-150℃，低温设置为-100℃～-120℃，保温时间设为1-1.5h。
4.根据权利要求3所述的一种薄壁加工方法，其特征在于，所述S3高低温处理中，高低温循环热处理的次数为2-3次。
5.根据权利要求1所述的一种薄壁加工方法，其特征在于，在所述S5精加工之前，将阶梯状薄壁件按照定位基准进行固定。
6.根据权利要求1所述的一种薄壁加工方法，其特征在于，所述采用扇形软爪及开口环对高低温处理后的阶梯状薄壁件的外壁和内形进行精车加工具体为：
采用扇形软爪及开口环内撑右端基准内孔，精车阶梯状薄壁件左端外形；采用扇形软爪及开口环内撑左端基准内孔，精车阶梯状薄壁件右端外形；采用扇形软爪及开口环外夹右端，精车阶梯状薄壁件左端内形；采用扇形软爪及开口环外夹左端，精车阶梯状薄壁件右端内形。
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