一種運用斜楔式內(nèi)撐機構加工薄壁套筒類零件的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機加工技術領域，特別涉及一種運用斜楔式內(nèi)撐機構加工薄壁套筒類零件的方法。
【背景技術】
[0002]目前航天制造行業(yè)中，零件結構向質量輕、精度高的方向發(fā)展，薄壁套筒類零件是其中的典型結構。由于壁厚偏薄，薄壁套筒類零件在機械加工過程中普遍存在讓刀、零件顫動、壁厚不均勻、零件變形等現(xiàn)象。
[0003]薄壁套筒零件加工特征具有以下特點:1、薄壁套筒零件本身直徑大、壁薄、外圓面上開口多、剛性差，易產(chǎn)生變形；2、零件剛性差，加工后零件表面易產(chǎn)生有顫紋，表面粗糙度達不到設計的要求；3、零件加工過程中，存在裝夾變形，裝夾變形導致精加工尺寸難以控制，達不到設計指標；4、零件表面的開口加工后，變形嚴重；
[0004]現(xiàn)有薄壁套筒零件的加工方法存在以下問題:由于零件的剛性差，用兩個堵頭從兩端頂緊精加工外圓時，會產(chǎn)生彎曲變形，外圓加工后容易出現(xiàn)直徑尺寸兩端大中間小的現(xiàn)象，而且采用兩個堵頭從兩端頂緊零件，車削加工過程中可能會出現(xiàn)頂不緊、零件松動的不安全現(xiàn)象；并且，由于精加工時，零件表面開口已加工完畢，如果在車外圓的過程中開口處無任何支承，薄壁件在斷續(xù)切削條件下，勢必會在外圓表面留下顫紋。因而，按此方法加工出的外圓尺寸精度差、表面有顫紋，這種狀態(tài)的外圓表面作為后續(xù)精車內(nèi)孔的基準存在定位不準確、裝夾變形的隱患，最終影響零件內(nèi)孔尺寸精度及壁厚的均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種運用斜楔式內(nèi)撐機構加工薄壁套筒類零件的方法，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術中零件加工變形大，加工后零件表面有顫紋，裝夾變形導致后續(xù)精加工尺寸難以控制的技術問題，實現(xiàn)了避免車削外圓時存在的顫動、讓刀、壁厚不均勻、變形等現(xiàn)象，零件合格率從70 %提高到了 97 %以上的技術效果。
[0006]本發(fā)明提供的一種運用斜楔式內(nèi)撐機構加工薄壁套筒類零件的方法，包括以下步驟:
[0007]粗加工所述套筒類零件的外圓面、內(nèi)圓面及端面；
[0008]對粗加工后的所述套筒類零件進行熱處理，將所述套筒類零件的圓度變形控制在2mm以內(nèi)；
[0009]半精加工所述套筒類零件的外形面、內(nèi)形面及端面；其中，所述套筒類零件的外圓與內(nèi)孔的同軸度控制在Φ0.5mm以內(nèi)；
[0010]加工所述套筒類零件的開口 ；
[0011]精加工所述套筒類零件的外形面、內(nèi)形面及端面至設計尺寸；
[0012]其中，精加工所述套筒類零件的外形面時，所述套筒類零件的內(nèi)孔中穿設斜楔式內(nèi)撐機構；所述套筒類零件的端部設置限位裝置，所述限位裝置將所述套筒類零件與所述斜楔式內(nèi)撐機構固定起來，限制軸向的相對位移。
[0013]作為優(yōu)選，所述套筒類零件的外圓面、內(nèi)圓面及端面通過機床完成所述粗加工；所述外圓面及內(nèi)圓面加工完成后留有4_余量；
[0014]所述套筒類零件的外形面、內(nèi)形面及端面通過機床完成所述半精加工；所述外形面及內(nèi)形面加工完成后留有Imm余量；
[0015]粗加工所述外圓面和半精加工所述外形面時，先將所述套筒類零件的兩端面清理干凈，通過所述機床的卡爪夾緊所述套筒類零件的前端，頂尖頂緊所述套筒類零件的后堵頭;
[0016]粗加工所述內(nèi)圓面和半精加工所述內(nèi)形面時，采用軟爪裝夾所述套筒類零件的外圓，所述軟爪的夾持點位于所述套筒類零件的中部。
[0017]作為優(yōu)選，所述套筒類零件的外形面、內(nèi)形面及端面通過機床完成所述精加工；
[0018]精車所述套筒類零件的外形面時，通過所述機床的卡爪夾緊所述斜楔式內(nèi)撐機構的前端，頂尖頂緊所述斜楔式內(nèi)撐機構的后端，找正所述套筒類零件外圓的圓度在0.03以內(nèi)；
[0019]精車所述套筒類零件的內(nèi)形面時，采用軟爪裝夾所述套筒類零件的外圓，找正所述套筒類零件的外圓跳動在0.05以內(nèi)；所述軟爪的夾持點位于所述套筒類零件的中部。
[0020]作為優(yōu)選，所述套筒類零件的內(nèi)孔中平行設置有兩條環(huán)形筋；
[0021]所述斜楔式內(nèi)撐機構包括:錐面芯軸及分瓣式脹緊套；所述分瓣式脹緊套套設在所述錐面芯軸外；所述錐面芯軸使所述分瓣式脹緊套與所述套筒類零件的內(nèi)壁緊貼固定；
[0022]所述分瓣式脹緊套的外圓直徑與所述套筒類零件的內(nèi)徑相同；
[0023]所述分瓣式脹緊套的長度與兩條所述環(huán)形筋的間距相同。
[0024]作為優(yōu)選，通過機床車削加工所述套筒類零件，刀具采用YG8硬質合金刀具；
[0025]粗加工所述套筒類零件時；所述機床主軸的轉速控制為100?150r/min，進給0.20 ?0.50mm/r ；
[0026]半精加工或精加工所述套筒類零件時；所述機床主軸的轉速控制為120?185r/min,進給 0.10 ?0.15mm/r ;
[0027]鏜削所述套筒類零件的開口時，所述機床主軸的轉速控制為100?135r/min，進給 0.10 ?0.20mm/ro
[0028]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點:
[0029]由于采用了粗加工、半精加工和精加工的工序，合理分配工藝余量，根據(jù)零件變形量對切削余量進行合理分配控制，并在最后工序中留Imm修正量以保證壁厚尺寸，通過斜楔式內(nèi)撐機構對套筒類零件進行裝夾，減少裝夾變形；這樣，有效解決了現(xiàn)有技術中零件加工變形大，加工后零件表面有顫紋，裝夾變形導致后續(xù)精加工尺寸難以控制的技術問題，實現(xiàn)了避免車削外圓時存在的顫動、讓刀、壁厚不均勻、變形等現(xiàn)象，零件合格率從70%提高到了 97%以上的技術效果。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明實施例提供的運用斜楔式內(nèi)撐機構加工薄壁套筒類零件的方法的流程圖；
[0031]圖2為本發(fā)明實施例提供的薄壁套筒類零件的結構示圖；
[0032]圖3為本發(fā)明實施例提供的斜楔式內(nèi)撐機構與限位裝置的裝配圖；
[0033]圖4為本發(fā)明實施例提供的斜楔式內(nèi)撐機構的結構示圖。
[0034](其中，圖示中各標號代表的部件依次為:I套筒類零件、2斜楔式內(nèi)撐機構、3限位裝置、4分瓣式脹緊套、5錐面芯軸、6卡爪、7頂尖)
【具體實施方式】
[0035]本申請實施例提供了一種運用斜楔式內(nèi)撐機構加工薄壁套筒類零件的方法，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術中零件加工變形大，加工后零件表面有顫紋，裝夾變形導致后續(xù)精加工尺寸難以控制的技術問題，實現(xiàn)了避免車削外圓時存在的顫動、讓刀、壁厚不均勻、變形等現(xiàn)象，零件合格率從70 %提高到了 97 %以上的技術效果。
[0036]參見附圖1，本申請實施例提供的一種運用斜楔式內(nèi)撐機構加工薄壁套筒類零件的方法，包括以下步驟:
[0037]S1:粗加工套筒類零件I的外圓面、內(nèi)圓面及端面。
[0038]S2:對粗加工后的套筒類零件I進行熱處理，將套筒類零件I的圓度變形控制在2mm以內(nèi)。
[0039]S3:半精加工套筒類零件I的外形面、內(nèi)形面及端面；其中，套筒類零件I的外圓與內(nèi)孔的同軸度控制在Φ0.5mm以內(nèi)。
[0040]S4:加工套筒類零件I的開口。
[0041]S5:精加工套筒類零件I的外形面、內(nèi)形面及端面至設計尺寸。
[0042]進一步的，套筒類零件I的外圓面、內(nèi)圓面及端面通過機床完成粗加工；外圓面及內(nèi)圓面加工完成后留有4mm余量；套筒類零件I的外形面、內(nèi)形面及端面通過機床完成半精加工；外形面及內(nèi)形面加工完成后留有Imm余量；其中，半精加工完成后，套筒類零件I材料的去除量不小于80%。
[0043]粗加工外圓面和半精加工外形面時，先將套筒類零件I的兩端面清理干凈，通過機床的卡爪6夾緊套筒類零件I的前端，頂尖7頂緊套筒類零件I的后堵頭，將套筒類零件I固定好后，再加工端面和外圓面；粗加工內(nèi)圓面和半精加工內(nèi)形面時，采用軟爪裝夾套筒類零件I的外圓，軟爪的夾持點位于套筒類零件I的中部。
[0044]進一步的，套筒類零件I的外形面、內(nèi)形面及端面通過機床完成精加工；精車套筒類零件I的外形面時，參見附圖3，套筒類零件I的內(nèi)孔中穿設斜楔式內(nèi)撐機構2 ;套筒類零件I的端部設置有限位裝置3，限位裝置3將套筒類零件I與斜楔式內(nèi)撐機構2固定起來，限制軸向的相對位移；通過機床的卡爪6夾緊斜楔式內(nèi)撐機構2的前端，頂尖7頂緊斜楔式內(nèi)撐機構2的后端，找正套筒類零件I外圓的圓度在0.03以內(nèi)。
[0045]在精加工外形面時，套筒類零件I已經(jīng)完成表面開口，此時零件的剛度比較差，在無任何支撐的情況下，會產(chǎn)生較大形變或在外表面留下顫紋；因此，采用斜楔式內(nèi)撐機構2，利用分瓣式脹緊套4內(nèi)錐面、錐面芯軸5外錐面的配合實現(xiàn)定心夾緊功能，從內(nèi)表面將零件脹緊同時提高了車削外圓時零件的剛度；在分瓣式脹緊套4的端面固定有限位裝置3，保證脹緊狀態(tài)的穩(wěn)定性，避免零件脹緊后的變形。
[0046]精車套筒類零件I的內(nèi)形面時，采用軟爪裝夾套筒類零件I的外圓，找正套筒類零件I的外圓跳動在0.05以內(nèi)；軟爪的夾持點位于套筒類零件I的中部。采用軟爪裝夾能避免零件局部變形。
[0047]進一步的，套筒類零件I的內(nèi)孔中平行設置有兩條環(huán)形筋；參見附圖4，斜楔式內(nèi)撐機構2包括:錐面芯軸5及分瓣式脹緊套4 ;分瓣式脹緊套4套設在錐面芯軸5外；分瓣式脹緊套4內(nèi)錐面與錐面芯軸5外錐面的配合實現(xiàn)定心夾緊功能，錐面芯軸5使分瓣式脹緊套4的外壁與套筒類零件I的內(nèi)壁緊密貼合并固定；分瓣式脹緊套4的外圓直徑與套筒類零件I的內(nèi)徑相同；分瓣式脹緊套4的長度與兩條環(huán)形筋的間距相同。