CN102430764B - 一种加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法及辅助工装 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法及辅助工装：包括一对将多块板材拼接成圆柱状的圆环，以板材为坯料，用螺钉依次将板材两端的工艺夹头分别紧固到两侧圆环的方槽内，多块板材拼接成一个整体呈圆柱状的组件，将圆柱状的组件通过普通车床车内、外圆，本发明将板材通过辅助工装组成一个整体呈圆柱状的组件，通过普通车床进行简单的车内、外圆加工即可同时获得多块大直径薄壁圆弧板类零件，对刀具和机床依赖度小，具有材料损耗小，去量少，生产效率高的优点，对刀具的损耗远远小于数控加工所采用的铣加工，加工成本低，而且缩短了加工时间。

Description

一种加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法及辅助工装
技术领域
本发明属于机械领域，具体涉及一种加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法及辅助工装。
背景技术
在航天、航空、兵器、船舶等行业的机械零件中存在大量的大直径薄壁圆弧板类零件。这类零件的特点是：具有大直径的内外圆弧，直径一般在200mm以上；相对直径而言，零件壁很薄；圆弧的夹角一般小于90度；材质一般为结构钢或合金钢，具有较高的硬度和强度要求。
目前，对这类零件的加工一般采用两种方法。一种是采用大直径棒料中心钻孔后加工内外圆弧面，这种方法的缺点是材料消耗大、加工去量大、生产成本高，生产效率低，而且生产单位一般很难买到足够大直径的棒料，无法进行加工。另一种方法是采用合适厚度的板材数控加工内外圆弧面，这种方法的缺点是刀具损耗大、占用数控机床时间长、生产成本高，生产效率低，而且有的生产单位没有相应的数控加工中心，无法进行加工。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种生产成本低、生产效率高的加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法及辅助工装。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种加工大直径薄壁圆弧板类零件的辅助工装，包括一对将多块板材拼接成圆柱状的圆环。
所述圆环的底面上开设有若干沿圆周均匀分布的方槽，方槽的底部钻有螺纹孔。
采用上述加工大直径薄壁圆弧板类零件的辅助工装加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法，包括以下步骤：
以板材为坯料，在板材两端留工艺夹头，将板材两端的工艺夹头分别紧固到两侧圆环内，多块板材拼接成一个圆柱状的组件，将圆柱状的组件通过普通车床车内、外圆，然后车掉工艺夹头。
所述圆环的底面上开设有若干沿圆周均匀分布的方槽，工艺夹头通过螺钉固定于方槽底部。
本发明的有益效果体现在：本发明所述加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法将板材通过加工辅助工装组成一个整体呈圆柱状的组件，通过普通车床进行简单的车内、外圆加工即可同时获得多块大直径薄壁圆弧板类零件，对刀具和机床依赖度小，与采用大直径棒料中心钻孔后加工内外圆弧面的方法相比，本发明具有材料损耗小，去量少，生产效率高的优点，与采用数控加工进行加工的方法相比，本发明利用普通车床进行车加工，对刀具的损耗远远小于数控加工所采用的铣加工，不仅加工成本低，而且缩短了加工时间，加工效率高。
附图说明
图1是加工辅助工装的结构示意图。
图2是圆柱状组件的结构示意图。
图3是加工原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
参见图1以及图2，一种加工大直径薄壁圆弧板类零件的辅助工装，包括一对将多块板材拼接成圆柱状的圆环1，所述圆环1的底面上开设有若干沿圆周均匀分布的方槽2，方槽2的底部钻有螺纹孔3。
采用上述加工大直径薄壁圆弧板类零件的辅助工装加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法，包括以下步骤：以板材为坯料，在板材两端留工艺夹头，将板材两端的工艺夹头分别紧固到两侧圆环1内，所述圆环1的底面上开设有若干沿圆周均匀分布的方槽2，工艺夹头通过螺钉固定于方槽2底部，多块板材拼接成一个圆柱状的组件，将圆柱状的组件通过普通车床车内、外圆，然后车掉工艺夹头，就完成了大直径薄壁圆弧板类零件的加工。
实施例
某撑板，是一种大直径薄壁圆弧板类零件，材料为45号钢，硬度要求调质处理到HRC37-41，内外圆弧半径R1、R2分别为120mm、126mm，壁厚为6mm，板长L为120mm，圆弧夹角为24度。
首先设计机械加工辅助工装，加工一对圆环1，圆环1底面四周均布12个方槽2，方槽2底部钻螺纹孔3。加工坯料为板材，两端留工艺夹头30mm，并钻孔。加工时，将板材的工艺夹头用螺钉紧固到方槽2内，12块板材拼接成一个整体呈圆柱状的组件，在普通车床上车内、外圆，再车掉工艺夹头，就完成了圆弧板的加工。
本发明的加工原理如下：参见图3，待加工零件具有大直径的内外圆弧，内外直径R、r一般在100mm以上；相对直径而言，零件壁(R-r)很薄；圆弧的夹角a一般小于90度；圆弧板宽度W比较大，一般大于100mm，不能用线切割加工，因为线切割加工时排屑困难，加工时很容易断丝。材质一般为结构钢或合金钢，具有较高的硬度和强度要求，很难铣加工，刀具磨损严重。
对毛坯板料的要求：
毛坯板料长度≥2Rsin(a/2)；
毛坯板料高度≥R-rcos(a/2)；
毛坯板料宽度≥圆弧板宽度
采用辅助工装后一次加工最多可加工的圆弧板的数量N：
N≤360/a    (N取整数)
示例中圆弧角度a＝24度，故采用辅助工装后一次加工最多可加工的圆弧板的数量为：N≤360/24＝15，设计时圆环上开的槽数量N取整数12比较合适。
如果圆弧角度a大于90度，采用辅助工装后一次加工最多可加工的圆弧板的数量N≤4，从效率上来说就没有小角度圆弧板划算，但这种方法也是可以加工的。
采用该方法与使用数控加工中心相比，节省了大笔生产成本。以生产12件撑板计算，数控加工中心消耗涂层铣刀9把(价值280元)，球头铣刀32把(价值260元)，占用W518车床(每小时费用200元)近100工时，而采用上述机械加工辅助工装加工，使用普通车床C6140(每小时费用100元)8个工时和2把加强车刀(价值100元)即可达到要求。
采用该方法与采用大直径棒料中心钻孔后加工内外圆弧面的方法相比，节约原材料达到80％以上，提高生产效率10倍。
本发明所述大直径薄壁圆弧板类零件的加工辅助工装结构简单、成本低，可实现大直径薄壁圆弧板类零件的加工，提高了产品生产效率和质量，利用该加工辅助工装加工大直径薄壁圆弧板类零件简单可靠、降低了生产成本，非常适合圆弧板类零件，尤其是大尺寸圆弧板类零件的加工，可推广应用于该类零件的加工。

Claims (2)

1.一种采用辅助工装加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法，所述辅助工装包括一对将多块板材拼接成圆柱状的圆环（1），所述圆环（1）的底面上开设有若干沿圆周均匀分布的方槽（2），方槽（2）的底部钻有螺纹孔（3），其特征在于：包括以下步骤：以板材为坯料，在板材两端留工艺夹头，将板材两端的工艺夹头分别紧固到两侧所述的圆环（1）内，多块板材拼接成一个圆柱状的组件，将圆柱状的组件通过普通车床车内、外圆，然后车掉工艺夹头。
2.根据权利要求1所述一种采用辅助工装加工大直径薄壁圆弧板类零件的方法，其特征在于：工艺夹头通过螺钉固定于方槽（2）底部。
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