一種環(huán)形薄壁件的加工工藝及其工裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及五金零件的機(jī)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種環(huán)形薄壁件的加工工藝及其工裝。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，具有鏤空、薄壁的環(huán)形金屬件的機(jī)加工過(guò)程是世界公認(rèn)的難題，在加工此類工件時(shí)，工件容易變形，變形因素有產(chǎn)品的裝夾變形、材料變形或機(jī)加工變形，這些因素是擺在工藝工程師面前的難點(diǎn)，即要考慮加工的成本、效率也要考慮到因產(chǎn)因變形帶來(lái)的加工精度問(wèn)題，因此，需要綜合地分析整個(gè)零件的加工工藝過(guò)程，顯然已成為一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種環(huán)形薄壁件的加工工藝及其工裝，能夠節(jié)約人工成本，安全性較高，使用效率較高且簡(jiǎn)單易操作。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種環(huán)形薄壁件的加工工藝，包括如下加工工序；
工序1，入庫(kù)檢驗(yàn):工件毛坯熱處理檢驗(yàn)合格后入庫(kù)待加工；
工序2，上車床，工件毛坯半精加工，先夾持工件毛坯的外圓，半精加工內(nèi)孔和端面；然后車床的軟爪、頂板夾持工件的外圓，半精加工工件的工藝外圓尺寸和端面，工件長(zhǎng)度尺寸到位；
工序3，上車床，工件半成品內(nèi)孔半精加工，工件的外圓和端面定位，端面裝夾，半精加工內(nèi)孔，預(yù)留0.3mm加工余量；
工序4，工件表面應(yīng)力自然時(shí)效，可進(jìn)爐6小時(shí)低溫時(shí)效；
工序5，上車床，工件半成品內(nèi)孔精加工，工件的外圓、端面定位，端面裝夾，精加工內(nèi)孔；
工序6，上車床，工件半成品外圓半精加工，工件的內(nèi)孔、端面定位，內(nèi)孔裝夾，半精加工外圓，預(yù)留0.3mm加工余量；
工序7，工件表面應(yīng)力自然時(shí)效，可進(jìn)爐6小時(shí)低溫時(shí)效；
工序8，上車床，工件半成品外圓精加工，工件內(nèi)孔、端面定位，內(nèi)孔裝夾，精加工外圓；工序9，上臥式加工中心機(jī)床，工件半成品開(kāi)槽、鉆孔精加工，工件內(nèi)孔、端面定位，內(nèi)孔裝夾，精加工鏤空槽和孔；
工序10，鉗工加工工件的銳邊倒鈍；
工序11，檢驗(yàn)工件是否合格；
工序12，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需求，對(duì)工件進(jìn)行線切割開(kāi)槽；
工序13，檢驗(yàn)工件是否合格及工件外觀檢查。
[0005]根據(jù)上述工序，本發(fā)明還提供了針對(duì)加工工序，設(shè)計(jì)多個(gè)工裝結(jié)構(gòu)，一次工裝能夠適用于多次加工，對(duì)工件的內(nèi)孔進(jìn)行半精加工和精加工時(shí)，采用了工件外圓定心，端面夾緊的裝夾方式，其工裝結(jié)構(gòu)的裝夾結(jié)構(gòu)包括一套筒和一鎖緊螺母，套筒一端為階梯孔，一端為通孔，工件內(nèi)置在套筒中，工件其一端延伸出通孔外，由鎖緊螺母鎖緊工件。
[0006]對(duì)工件外圓和鏤空槽的半精加工和精加工時(shí)，采用了工件內(nèi)孔自定位、脹圈夾緊的裝夾方式，其工裝結(jié)構(gòu)的裝夾結(jié)構(gòu)包括軸套、脹緊圈和鎖緊螺母，軸套的一端內(nèi)孔安裝一頂板，頂板中部設(shè)置一頂尖對(duì)軸套進(jìn)行軸向進(jìn)行固定，所示脹緊圈分別安裝在軸套的兩端，鎖緊螺母對(duì)脹緊圈進(jìn)行鎖緊，工件固定在兩個(gè)脹緊圈之間。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠保質(zhì)、保量滿足薄壁件批量生產(chǎn)，從而降低了生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；追加多次時(shí)效處理，能夠大大降低材料應(yīng)力和機(jī)加工表面應(yīng)力，減小工件的變形，保證產(chǎn)品質(zhì)量；設(shè)計(jì)工裝滿足加工要求，裝夾變形量小，定心性好，使用安全，操作簡(jiǎn)單，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明鏤空、環(huán)形薄壁工件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明工件毛還外圓半精加工不意圖；
圖3是本發(fā)明工件半成品內(nèi)孔半精加工和精加工工裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明工件半成品外圓和鏤空槽半精加工和精加工工裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例如圖1所示的鏤空、環(huán)形薄壁工件，壁厚為1.97mm ;4140、30HRC左右的材料適合生產(chǎn)該類型薄壁件，為材料選型提供指導(dǎo)。
[0011]其加工工序如下:
工序1，入庫(kù)檢驗(yàn):工件毛坯熱處理檢驗(yàn)合格后入庫(kù)待加工；
工序2，上車床，工件毛坯半精加工，先夾持工件毛坯的外圓，半精加工內(nèi)孔和端面；然后車床的軟爪、頂板夾持工件的外圓，半精加工工件的工藝外圓尺寸和端面，工件長(zhǎng)度尺寸到位，如圖2所示；
工序3，上車床，工件半成品內(nèi)孔半精加工，工件的外圓和端面定位，端面裝夾，半精加工內(nèi)孔，預(yù)留0.3mm加工余量，如圖3所示；
工序4，工件表面應(yīng)力自然時(shí)效，可進(jìn)爐6小時(shí)低溫時(shí)效；
工序5，上車床，工件半成品內(nèi)孔精加工，工件的外圓、端面定位，端面裝夾，精加工內(nèi)孔，如圖3所示；
工序6，上車床，工件半成品外圓半精加工，工件的內(nèi)孔、端面定位，裝夾工件，內(nèi)孔裝夾，半精加工外圓，預(yù)留0.3mm加工余量，如圖4所示；
工序7，工件表面應(yīng)力自然時(shí)效，可進(jìn)爐6小時(shí)低溫時(shí)效；
工序8，上車床，工件半成品外圓精加工，工件內(nèi)孔、端面定位，內(nèi)孔裝夾，精加工外圓；工序9，上臥式加工中心機(jī)床，工件半成品開(kāi)槽、鉆孔精加工，工件內(nèi)孔、端面定位，內(nèi)孔裝夾，精加工鏤空槽和孔；如圖4所示； 工序10，鉗工加工工件的銳邊倒鈍；
工序11，檢驗(yàn)工件是否合格；
工序12，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需求，對(duì)工件進(jìn)行線切割開(kāi)槽；
工序13，檢驗(yàn)工件是否合格及工件外觀檢查。
[0012]在工藝流程上，采用了全新的思路，在產(chǎn)品半精車和精車前，增加應(yīng)力時(shí)效工序，結(jié)合多次半精車和精車，逐步降低材料應(yīng)力和機(jī)加工表面應(yīng)力對(duì)產(chǎn)品尺寸精度的影響；設(shè)定合適的走刀路徑和切削參數(shù)、選用合適的刀片，以降低車削力和機(jī)加工表面應(yīng)力，以減少切削對(duì)產(chǎn)品尺寸精度的影響。
[0013]進(jìn)一步說(shuō)，此類鏤空、薄壁件，尺寸和形位公差精度很高，且軸向開(kāi)口，形狀很復(fù)雜。從預(yù)防產(chǎn)品的裝夾變形、材料變形和機(jī)加工變形和保證產(chǎn)品的形位公差等因素中綜合考慮，在工藝流程上，采用了全新的思路，在產(chǎn)品半精車和精車前，增加應(yīng)力時(shí)效工序，結(jié)合多次半精車和精車，逐步降低材料應(yīng)力和機(jī)加工表面應(yīng)力對(duì)產(chǎn)品尺寸精度的影響。為縮短半精加工前的時(shí)效處理時(shí)間，使用電阻式熱處理爐，300-400度，時(shí)效6h，可大大提高了時(shí)效速度。
[0014]在工序2中，請(qǐng)參閱圖2所示，車床的軟爪I夾持工件的一端外圓，工件2的另一端由頂板3進(jìn)行壓緊固定。
[0015]在工序3和工序5中，請(qǐng)參閱圖3所示，工件2內(nèi)置在套筒4中，套筒4 一端為階梯孔40，一端為通孔41，工件2其一端延伸出通孔41外，由鎖緊螺母50鎖緊工件2。在粗精車內(nèi)孔時(shí)，使用工件外圓定位，端面裝夾的方式，工件裝夾定位精度高，應(yīng)力應(yīng)變逐步釋放。端面裝夾工裝拆卸工件后，工件內(nèi)孔橢圓度較大，通過(guò)增加墊圈，分散螺栓壓應(yīng)力，橢圓度大大降低。
[0016]在工序6、工序8和工序9中，請(qǐng)參閱圖4所示，工件2固定在兩個(gè)脹緊圈6之間，鎖緊螺母51對(duì)脹緊圈6進(jìn)行鎖緊，軸套7的一端內(nèi)孔安裝一頂板8，頂板8中部設(shè)置一頂尖9，其頂尖9對(duì)軸套7進(jìn)行軸向固定。在粗精車外圓時(shí)，使用脹圈兩頭內(nèi)孔裝夾定位的方式粗精車外圓、精銑鏤空槽，產(chǎn)品定位精度高，裝夾牢靠。在加工過(guò)程中，當(dāng)工裝脹緊圈脹緊后，外圓存在橢圓，通過(guò)外束鋼圈，車削修復(fù)，效果良好。
[0017]工裝夾具的設(shè)計(jì)采用了創(chuàng)新的思路，使用外圓定位，端面裝夾的方式，粗精車內(nèi)孔，產(chǎn)品裝夾定位精度高，應(yīng)力應(yīng)變逐步釋放。使用脹圈兩頭內(nèi)孔裝夾定位的方式粗精車外圓、精銑鏤空槽，產(chǎn)品定位精度高，裝夾牢靠。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比:其工藝流程設(shè)計(jì)考慮到量產(chǎn)和質(zhì)量保證，工序設(shè)定緊湊；工裝設(shè)計(jì)考慮到吊裝、扭矩把手、對(duì)刀、壓緊等細(xì)節(jié)，工人操作方便；工裝設(shè)計(jì)采用端面、內(nèi)孔裝夾，外圓、內(nèi)孔定位，定位精度高，裝夾可靠；工裝可多道工序使用，完成多項(xiàng)車削，減少工裝制作數(shù)量和機(jī)加工工序，提高了加工效率。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)形薄壁件的加工工藝，其特征在于，包括如下加工工序: 工序1，入庫(kù)檢驗(yàn):工件毛坯熱處理檢驗(yàn)合格后入庫(kù)待加工； 工序2，上車床，工件毛坯半精加工，先夾持工件毛坯的外圓，半精加工內(nèi)孔和端面；然后車床的軟爪、頂板夾持工件的外圓，半精加工工件的工藝外圓尺寸和端面，工件長(zhǎng)度尺寸到位； 工序3，上車床，工件半成品內(nèi)孔半精加工，工件的外圓和端面定位，端面裝夾，半精加工內(nèi)孔，預(yù)留0.3mm加工余量； 工序4，工件表面應(yīng)力自然時(shí)效，可進(jìn)爐6小時(shí)低溫時(shí)效； 工序5，上車床，工件半成品內(nèi)孔精加工，工件的外圓、端面定位，端面裝夾，精加工內(nèi)孔； 工序6，上車床，工件半成品外圓半精加工，工件的內(nèi)孔、端面定位，內(nèi)孔裝夾，半精加工外圓，預(yù)留0.3mm加工余量； 工序7，工件表面應(yīng)力自然時(shí)效，可進(jìn)爐6小時(shí)低溫時(shí)效； 工序8，上車床，工件半成品外圓精加工，工件內(nèi)孔、端面定位，內(nèi)孔裝夾，精加工外圓；工序9，上臥式加工中心機(jī)床，工件半成品開(kāi)槽、鉆孔精加工，工件內(nèi)孔、端面定位，內(nèi)孔裝夾，精加工鏤空槽和孔； 工序10，鉗工加工工件的銳邊倒鈍； 工序11，檢驗(yàn)工件是否合格； 工序12，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需求，對(duì)工件進(jìn)行線切割開(kāi)槽； 工序13，檢驗(yàn)工件是否合格及工件外觀檢查。2.—種環(huán)形薄壁件的加工工藝的工裝，其特征在于:對(duì)工件的內(nèi)孔進(jìn)行半精加工和精加工時(shí)，采用了工件外圓定心，端面夾緊的裝夾方式，其裝夾結(jié)構(gòu)包括一套筒和一鎖緊螺母，套筒一端為階梯孔，一端為通孔，工件內(nèi)置在套筒中，工件其一端延伸出通孔外，由鎖緊螺母鎖緊工件。3.—種環(huán)形薄壁件的加工工藝的工裝，其特征在于:對(duì)工件外圓和鏤空槽的半精加工和精加工時(shí)，采用了工件內(nèi)孔自定位、脹圈夾緊的裝夾方式，其裝夾結(jié)構(gòu)包括軸套、脹緊圈和鎖緊螺母，軸套的一端內(nèi)孔安裝一頂板，頂板中部設(shè)置一頂尖對(duì)軸套進(jìn)行軸向進(jìn)行固定，所示脹緊圈分別安裝在軸套的兩端，鎖緊螺母對(duì)脹緊圈進(jìn)行鎖緊，工件固定在兩個(gè)脹緊圈之間。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種環(huán)形薄壁件的加工工藝及其工裝，采用多次半精車和精車，結(jié)合應(yīng)力時(shí)效，逐步降低材料應(yīng)力和機(jī)加工表面應(yīng)力對(duì)產(chǎn)品尺寸精度的影響；工裝夾具的設(shè)計(jì)采用了創(chuàng)新的思路，使用外圓定位，端面裝夾的方式，粗精車內(nèi)孔，產(chǎn)品裝夾定位精度高，應(yīng)力應(yīng)變逐步釋放，使用脹圈兩頭內(nèi)孔裝夾定位的方式粗精車外圓、精銑鏤空槽，產(chǎn)品定位精度高，裝夾牢靠。本發(fā)明降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，使用安全，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
【IPC分類】B23Q3/00, B23B11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105710392
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410725906
【發(fā)明人】姚藝, 劉建同, 鄒利明
【申請(qǐng)人】蘇州道森閥門有限公司