CN112192160B - 一种开槽圆柱类腔体零件的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种开槽圆柱类腔体零件的加工方法，对金属圆筒状的加工原料，先进行车削和铣削的粗加工，再粗加工贯穿凹槽，最后进行车削和铣削精加工。本发明能够很好的保证零件的尺寸精度和圆柱度，质量稳定可靠，一致性好，零件互换性高，而且工艺流程紧凑，生产效率高，操作便捷，劳动强度低。另外，省去了热处理工序，工艺流程更加简化，缩短了加工周期，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种开槽圆柱类腔体零件的加工方法。
背景技术
圆柱类腔体零件由于是回转体结构，零件大多数加工量可采用车削加工完成，加工方便，效率高，因此在化工、机械、航空、航天等领域得到了普遍运用，该类零件具有壁薄、结构紧凑等优点，有时为了满足零件间相互定位面的配合及固定连接，常常会设置安装孔、凹槽、凸台等结构特征。如图1、图2所示的圆柱类腔体零件，材料为铝合金2A12 H112，主体结构为圆筒，圆筒内外直径为φ202mm、φ210mm，高度54mm，在圆筒底部设置有盘形法兰盘，法兰盘直径为φ230mm，厚度4mm，圆筒端面设置有安装孔，径向等分开设有凹槽，前后凹槽尺寸宽50mm，深45mm，左右凹槽尺寸宽40mm，深30mm，圆筒底部对称设有安装凸台及孔位，法兰盘上等分设有半圆弧缺口及安装孔位。
由于该零件圆筒部分壁厚4mm，壁薄，且径向设置有贯穿凹槽，因此加工过程中零件易变形，尺寸精度不易控制，圆柱度难保证，贯穿凹槽削弱了零件的刚性，加工后圆筒内外常呈椭圆状，严重影响零件的装配使用。为了解决这一问题，在加工过程中通常会增加热处理去应力步骤，尽管这种方式可以对零件的变形及圆柱度有较好的改善，但工艺流程繁琐，生产效率低，生产成本高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种开槽圆柱类腔体零件的加工方法，该开槽圆柱类腔体零件的加工方法能够很好的保证零件的尺寸精度和圆柱度，质量稳定可靠，一致性好，零件互换性高。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种开槽圆柱类腔体零件的加工方法，对金属圆筒状的加工原料，先进行车削和铣削的粗加工，再粗加工贯穿凹槽，最后进行车削和铣削精加工。
优选的，包括如下步骤：
①下料：加工原料为金属圆筒状；
②粗车削：留至少0.5mm余量，先加工外圆，后加工阶梯孔；
③粗铣削：用规格小于φ15mm的立铣刀，先加工外形轮廓，后加工凹槽和/或通孔；
④精车削：采用金刚石车刀加工外圆和端面；
⑤精铣削：用规格小于φ15mm的立铣刀，依次加工外形轮廓、凹槽和/或通孔、端面、表面安装孔。
所述步骤②和步骤④中，加工原料采用三爪卡盘夹持固定。
所述步骤③和步骤⑤中，加工原料采用卡具压紧法兰盘固定。
所述步骤③中，留1mm余量。
所述法兰盘由步骤②加工得到。
所述加工原料经挤压处理后去除飞边及毛刺得到。
所述步骤②中，在内圆和外圆的直径和厚度均单边留余量。
本发明的有益效果在于：能够很好的保证零件的尺寸精度和圆柱度，质量稳定可靠，一致性好，零件互换性高，而且工艺流程紧凑，生产效率高，操作便捷，劳动强度低。另外，省去了热处理工序，工艺流程更加简化，缩短了加工周期，降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明一种实施例中待加工零件的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的剖面图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
本发明提供一种开槽圆柱类腔体零件的加工方法，对金属圆筒状的加工原料，先进行车削和铣削的粗加工，再粗加工贯穿凹槽，最后进行车削和铣削精加工。
具体而言，包括如下步骤：
①下料：加工原料为金属圆筒状；
②粗车削：留至少0.5mm余量，先加工外圆，后加工阶梯孔；
③粗铣削：用规格小于φ15mm的立铣刀，先加工外形轮廓，后加工凹槽和/或通孔；
④精车削：采用金刚石车刀加工外圆和端面；
⑤精铣削：用规格小于φ15mm的立铣刀，依次加工外形轮廓、凹槽和/或通孔、端面、表面安装孔。
步骤②和步骤④中，加工原料采用三爪卡盘夹持固定。
步骤③和步骤⑤中，加工原料采用卡具压紧法兰盘固定。
步骤③中，留1mm余量。
法兰盘由步骤②加工得到。
加工原料经挤压处理后去除飞边及毛刺得到。
步骤②中，在内圆和外圆的直径和厚度均单边留余量。
实施例1
采用上述方案，对如图1、图2所示的一种开槽圆柱类腔体零件进行加工，主要包括以下步骤：
1、下料：
将原材料挤压成尺寸为直径234mm、厚度为62mm的圆形棒材，经挤压处理后去除飞边及毛刺。
2、车削加工：
(a)三爪卡盘夹持棒材，平端面；
(b)车加工外圆，外圆在零件圆筒外圆的基础上单边留余量1mm，外圆尺寸达φ212mm，长度尺寸达54mm；
(c)钻、镗阶梯孔，小孔深度尺寸达54mm，小孔直径尺寸比与圆筒底部凸台边缘相切的最小圆的直径小2mm，大孔深度尺寸与零件圆筒底部设置的凸台高度一致，大孔直径尺寸在零件圆筒内圆的基础上单边留余量1mm，直径达φ200mm；
(d)调头，三爪卡盘夹持圆筒外圆，平端面，车加工法兰盘外圆，直径与厚度单边均留1mm余量，直径达φ232mm，厚度达6mm，如图3所示。
3、数控铣削加工：
(a)将零件放置在工作台上，用卡具压紧法兰盘，找正零件中心，用规格为φ12mm的直柄立铣刀数铣加工，去除图3所示大孔和小孔连接区域的部分材料，形成圆筒底部的凸台外形轮廓，加工时凸台外形轮廓尺寸单边留1mm余量，加工深度与图3所示小孔底面一致，侧面与图3所示大孔圆弧面接平；
(b)加工贯穿凹槽。用规格为φ12mm的直柄立铣刀数铣加工，凹槽宽度尺寸单边留1mm余量，深度尺寸与零件凹槽深度尺寸相同，前后凹槽尺寸宽48mm，深45mm，左右凹槽尺寸宽38mm，深30mm。
4、车削加工：
(a)三爪卡盘夹持已开槽的圆筒外圆，平端面，使法兰盘厚度尺寸达5mm。车法兰盘外圆，使法兰盘外圆直径达φ230mm；
(b)调头，三爪卡盘夹持法兰盘外圆，平端面，加工圆筒内外圆，外圆尺寸达φ210mm，长度尺寸达54mm，法兰盘厚度尺寸达4mm内孔尺寸达φ202mm，深度尺寸与零件圆筒底部设置的凸台高度一致。
5、数控铣削加工：
(a)将零件放置在工作台上，用卡具压紧法兰盘，找正零件中心和加工基准。用规格为φ12mm的直柄立铣刀数铣加工，加工圆筒底面及圆筒底部的凸台外形轮廓；
(b)加工贯穿凹槽。用规格为φ12mm的直柄立铣刀数铣加工，前后凹槽、左右凹槽的侧面及底面；
(c)加工圆筒端面及凸台表面的安装孔；
(d)翻转零件加工。以法兰盘台阶端面作为支撑面，以凹槽及外圆中心为加工基准，压紧法兰盘(需避开加工位置)，加工法兰盘上的半圆弧缺口及安装孔位。
最后通过钳工去除加工毛刺及飞边即可。
另外，第二道工序车削加工，车刀材料选用高速钢W18Cr4V，工艺性能好，可以不断使用不断修磨，利用率高，可以节省加工成本。第四道工序车削加工，车刀材料选用聚晶金刚石PCD，强度和韧性好，抗冲击性强，可有效改善断续车削带来的冲击和振动。
由此，从上述实施例可以看出，本发明：
1、采用粗、精分开加工，可有效释放加工应力，修复零件的变形。
2、粗加工贯通凹槽，再精车内外圆，可有效解决由于贯穿凹槽削弱零件刚性而产生的圆柱度不好的问题，避免加工后圆筒内外呈椭圆状的情况。
3、车削加工生产效率高，a粗车时车刀选用高速钢W18Cr4V，节约刀具成本，精车时车刀选用聚晶金刚石PCD，可有效改善断续车削带来的冲击和振动，零件表面质量好，尺寸精度和圆柱度得到保证。
4、没有设置热处理工序，缩短了加工周期，节约了生产成本。
Claims (4)
1.一种开槽圆柱类腔体零件的加工方法，其特征在于：对金属圆筒状的加工原料，先进行车削和铣削的粗加工，再粗加工贯穿凹槽，最后进行车削和铣削精加工，包括如下步骤：
①下料：加工原料为金属圆筒状，经挤压处理后去除飞边及毛刺；
②粗车削：留至少0.5mm余量，先加工外圆，后加工阶梯孔，调头，平端面， 车加工法兰盘外圆；
③粗铣削：将零件放置在工作台上，用卡具压紧法兰盘，找正零件中心，用规格小于φ15mm的立铣刀，先加工外形轮廓，后加工贯穿凹槽和通孔；
④精车削：采用金刚石车刀加工外圆和端面；
⑤精铣削：将零件放置在工作台上，用卡具压紧法兰盘，找正零件中心和加工基准，用规格小于φ15mm的立铣刀，依次加工外形轮廓、贯穿凹槽、通孔、端面、表面安装孔。
2.如权利要求1所述的开槽圆柱类腔体零件的加工方法，其特征在于：所述步骤②和步骤④中，加工原料采用三爪卡盘夹持固定。
3.如权利要求1所述的开槽圆柱类腔体零件的加工方法，其特征在于：所述步骤③中，留1mm余量。
4.如权利要求1所述的开槽圆柱类腔体零件的加工方法，其特征在于：所述步骤②中，在内圆和外圆的直径和厚度均单边留余量。
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