CN103586640B - 一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法及回转体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法及回转体，属于回转体机加工技术领域。该加工方法依次包括去除零件毛坯大余量，工件热处理，消除工件内部存在的缺陷，粗车工件端面和内外形，粗铣工件内外减轻槽，半精车工件端面和内外形，工件外圆面开口，精车工件端面和内外形，精加工外圆面开口和内形面下陷，加工对接面和内外形到设计尺寸，加工对接孔和安装孔，检测零件表面是否有裂纹这些加工步骤。该回转体由该加工方法制成。使用此方法加工出的薄壁多开口易变形锥形回转体具有形变小，壁厚均匀的优点，较大程度上提高了产品的合格率。

Description

一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法及回转体

技术领域

本发明涉及回转体机加工技术领域，特别涉及一种薄壁多开口易变形回转体的加工方法及回转体。

背景技术

在航天制造业，对于多开口易变形的回转体类零件的制造通常是采用整体锻造毛坯，然后进行机械加工。现有整体锻造成形的多开口薄壁回转体的加工方法制造出的产品具有形变较大，壁厚尺寸不均匀，最终导致产品的品质和性能不高，无法达到使用标准。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种薄壁多开口易变形回转体形变小，壁厚均匀的薄壁多开口易变形回转体的加工方法及由该方法加工出来的薄壁多开口易变形锥形回转体。

本发明提供的薄壁多开口易变形回转体的加工方法依次包括以下步骤：

去除工件毛坯的大余量；对工件进行热处理；消除工件内部存在的缺陷；粗车工件两个端面和内外形；粗铣工件两端的内外减轻槽；半精车工件两个端面和内外形；加工工件两端内外减轻槽至设计尺寸，然后在工件外圆面上开口；精车工件两个端面和内外形；精加工外圆面上的开口至设计尺寸，然后第一次加工内形面的下陷；精加工对接面和第二次精车内外形；加工对接孔及第二次加工内形面的下陷。

作为优选，对所述工件进行热处理过程时保证所述工件的圆度变形控制在2mm以内。

作为优选，粗车所述工件的两个端面和内外形后保证工件单边剩余切削量为4mm～5mm。

作为优选，粗铣所述工件两端的内外减轻槽时，将工件前后端外圆的同轴度调整控制在Φ0.5mm以内，保证所述工件加工后的特征单边剩余切削量为3mm～4mm。

作为优选，半精车所述工件的两个端面和内外形时，将零件前、后端外圆同轴度调整控制在Φ0.2mm以内，根据所述工件的轴向尺寸和内外减轻槽与端面的距离来调平两个端面，再以端面为基准，撑所述工件的内孔，压内孔台阶,通过找正过程使内孔的跳动在φ0.05mm以内且端面的跳动在φ0.1mm以内，然后再加工内外形，最终保证所述工件加工后内外形的剩余切削量为2mm～3mm。

作为优选，在所述工件的外圆面上开口时，保证所述工件开口后的单边剩余切削量为2mm以上。

作为优选，精车所述工件的两个端面和内外形时，保证所述工件加工后的两个端面的单边剩余切削量为1mm～2mm，外形的剩余切削量为1mm～2mm，内形的剩余切削量为0.5mm～1mm

作为优选，精车所述工件的两个端面时，以大端面为基准，撑内孔，压内孔台阶，通过找正过程使内孔和端面的跳动都在φ0.05mm以内，根据小端内外减轻槽的尺寸协调平大、小端面，然后在对两个端面进行加工，最终保证所述工件加工后的两个端面的单边剩余切削量为1mm～2mm。

作为优选，精车所述工件的内外形时，以端面为基准，撑内孔，压内孔台阶，通过找正过程使内孔的跳动在φ0.05mm以内而且使端面的跳动在φ0.1mm以内，然后再对所述工件的内外形进行加工，最终保证外形的剩余切削量为1mm～2mm，内形的剩余切削量为0.5mm～1mm。

作为优选，精加工对接面和内外形时，以端面为基准，撑内孔，压内孔台阶,通过找正过程使两端外圆同轴度在Φ0.05mm以内（四处对称点），通过找正过程使内孔和端面的跳动都在φ0.05mm以内，然后再均匀车削去除两端面余量，加工到设计尺寸。

作为优选，加工完对接面后，将两个端面的密封槽加工到设计尺寸。

作为优选，第二次精车内外形时，将内外形加工至设计尺寸，此过程为关键工序，采用多次反复进刀的方式.，加工过程中松压板，将工件从机床上拆下，放置十分钟后重新装夹，以去除应力，每次进刀量不超过0.3mm，进给不超过50mm/min。

作为优选，加工对接孔和第二次加工内形面内陷时，以大端面为基准，压内孔台阶，通过找正过程使外圆的跳动在φ0.05mm以内，再以外圆上开口为基准确定加工坐标，加工小端外U型槽下陷至设计尺寸；以小端面为基准，压内孔台阶，通过找正过程使外圆的跳动在φ0.05mm以内，以外圆上开口为基准确定加工坐标，加工内形各处下陷，尺寸与壁厚接平；以小端面为基准，压内孔台阶，找上、下外圆同轴度在Φ0.05mm以内，通过找正过程使外圆的跳动在φ0.05mm以内，以外圆上开口为基准确定加工坐标，加工大端面上对接孔至设计尺寸；上同轴度铣夹，通过找正过程使铣夹的外圆在φ0.05mm以内，以大端销孔定位，固定在同轴度铣夹上，加工小端面上对接孔至设计尺寸，保证大、小两端面的对接孔同轴度要求。

本发明还提供了一种基于本发明提供的薄壁多开口易变形回转体的加工方法制成的回转体。

本发明提供的薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法由于合理分配粗车、半精车和精车的加工尺寸，使加工制成的回转体形变小，壁厚均匀，较大程度上提高了产品的合格率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的薄壁多开口易变形锥形回转体的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的薄壁多开口易变形锥形回转体的开口示意图；

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

参见附图1和2，零件两端外圆直径分别为φ939mm、φ834mm，由整体换扎锻件加工成型。工件的理论高度为430mm，按照本发明提供的加工方法的加工步骤依次为：

1）去除锻件毛坯大余量：根据锻件尺寸及表面缺陷分布位置，协调去除锻件内外圆、两端面大余量，便于后面的热处理加工。

2）对工件进行热处理：对工件进行热处理过程中，保证圆度变形控制在2mm以内。

3）检测工件内部是否存在缺陷：作为优选，使用超声波检测锻件内部是否存在缺陷。

4）粗车工件两个端面和内外形：

4.1）撑内孔，找正使内孔中心的跳动在φ0.5mm以内，端面跳动在φ0.5mm以内，粗车两个端面，加工后单边剩余切削量4mm，工件的轴向尺寸为438mm；

4.2）以端面为基准，顶内孔，压内孔台阶，找正内孔的跳动在φ0.5mm以内，加工壳体内形和外形，加工后单边剩余切削量4mm，壁厚尺寸为11.5mm。

5）粗铣工件两端的内外减轻槽：将工件前、后端外圆同轴度调整控制在Φ0.5mm以内；

5.1）加工工件小端内、外减轻槽，加工后特征单边剩余切削量3mm；

5.2）调面，加工工件大端内、外减轻槽，加工后特征单边剩余切削量3mm。

6）人工时效处理工件：通过人工时效消除加工中产生的有害应力。

7）半精车工件两个端面和内外形：

7.1）将工件前、后端外圆同轴度调整控制在Φ0.2mm以内，根据所述工件的轴向尺寸和内外U型槽与端面的距离来调平两个端面，加工后单边剩余切削量2mm，轴向尺寸434mm，两端面平面度0.1mm，平行度0.2mm；

7.2）再以端面为基准，撑所述工件的内孔，压内孔台阶，通过找正过程使内孔的跳动在φ0.05mm以内且端面的跳动在φ0.1mm以内，然后再加工内外形，加工单边剩余切削量2mm，壁厚尺寸7.5mm。

8）加工工件两端内外减轻槽及在外圆面上开口：

8.1）加工工件小端内、外减轻槽，加工至设计尺寸；

8.2）调面，加工工件大端内、外减轻槽，加工至设计尺寸；

8.9）加工外圆面上开口，加工后单边剩余切削量2mm。

9）精车工件两个端面和内外形：

9.1）以大端面为基准，撑内孔，压内孔台阶，通过找正过程使内孔和端面的跳动都在φ0.05mm以内，根据小端内外减轻槽的尺寸协调平大、小端面，然后在对两个端面进行加工，加工后单边剩余切削量1mm，轴向尺寸为432mm,端面平面度0.1mm，平行度0.2mm；

9.2）以端面为基准，撑内孔，压内孔台阶，通过找正过程使内孔的跳动在φ0.05mm以内而且使端面的跳动在φ0.1mm以内，然后再对所述工件的内外形进行加工，加工后工件的外形剩余切削量为1mm，工件的内形余量为0.5mm，壁厚尺寸5+00.2mm。

10）精加工外圆面开口和第一次加工内形面下陷：

10.1）加工外圆面上开口，加工至设计尺寸；

10.2）加工内形面下陷，加工后剩余切削量0.5mm。

11）精加工对接面和内外形：

11.1）以端面为基准，撑内孔，压内孔台阶，通过固定四个对称点找大、小两端外圆同轴度在Φ0.05mm以内，找正内孔的跳动在φ0.05mm以内，端面的跳动在φ0.05mm以内，均匀车削去除两端面余量，加工到设计尺寸高度430±0.2mm；

11.2）加工端面密封槽到设计尺寸；

11.3）加工内、外形至设计尺寸；此过程为关键工序，加工内外形时采用多次反复进刀的方式，加工过程中松压板，将工件从机床上拆下，放置十分钟后重新装夹，此为自然时效去除应力；每次进刀量不超过0.3mm，进给不超过50mm/min。内外圆同轴度0.1mm、直线度0.2mm、圆度0.2mm、壁厚3.5±0.2mm；此时壁厚尺寸留有0.5mm的修正量保证后续加工的可行性。

12）对接孔加工步骤：

12.1）以大端面为基准，压内孔台阶，通过找正过程使外圆的跳动在φ0.05mm以内，再以外圆上开口为基准确定加工坐标，加工小端外U型槽下陷至设计尺寸；

12.2）以小端面为基准，压内孔台阶，通过找正过程使外圆的跳动在φ0.05mm以内，以外圆上开口为基准确定加工坐标，加工内形各处下陷，尺寸与壁厚接平；

12.3）以小端面为基准，压内孔台阶，找上、下外圆同轴度Φ0.05mm以内，找正大端外圆跳动φ0.05mm以内，以外圆上开口为基准确定加工坐标，加工大端面上对接孔至设计尺寸；

12.4）上同轴度铣夹，通过找正过程使铣夹的外圆在φ0.05mm以内，以大端销孔定位，固定在同轴度铣夹上，加工小端面上对接孔至设计尺寸，保证大、小两端面的对接孔同轴度要求。

13）检测加工完的工件表面是否存在裂纹：

使用荧光检测工件表面是否有裂纹。

本发明还提供了一种基于本发明提供的薄壁多开口易变形回转体的加工方法制成的回转体。

本发明提供的薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法由于合理分配粗车、半精车和精车的加工尺寸，使所生产出来的产品形变小，壁厚均匀，较大程度上提高了产品的合格率。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

去除锻件毛坯的大余量；对工件进行热处理；消除工件内部存在的缺陷；粗车工件两个端面和内外形；粗铣工件两端的内外减轻槽；半精车工件两个端面和内外形，将工件大、小端外圆同轴度调整控制在Φ0.2mm以内，根据所述工件的轴向尺寸和内外U型槽与端面的距离来调平两个端面，再以端面为基准，撑所述工件的内孔，压内孔台阶，通过找正过程使内孔的跳动在φ0.05mm以内且端面的跳动在φ0.1mm以内，然后再加工内外形，最终保证所述工件加工后内外形的剩余切削量为2mm～3mm；精铣工件两端内外减轻槽至设计尺寸，然后在工件外圆面上开口；精车工件两个端面和内外形；精加工外圆面上的开口至设计尺寸，然后第一次加工内形面的下陷；精加工对接面和第二次精加工内外形；加工对接孔及第二次加工内形面的下陷。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法，其特征在于：粗车所述工件两个端面和内外形后保证工件单边剩余切削量为4mm～5mm。

3.根据权利要求1所述的一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法，其特征在于：粗铣所述工件两端的内外减轻槽时，将工件前后端外圆的同轴度调整控制在Φ0.5mm以内，保证所述工件加工后的特征单边剩余切削量为3mm～4mm。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法，其特征在于：精车所述工件两个端面时，以大端面为基准，撑内孔，压内孔台阶，通过找正过程使内孔和端面的跳动都在φ0.05mm以内，根据小端内外减轻槽的尺寸协调平大、小端面，然后在对两个端面进行加工，最终保证所述工件加工后的两个端面的单边剩余切削量为1mm～2mm。

5.根据权利要求1所述的一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法，其特征在于：精车所述工件内外形时，以端面为基准，撑内孔，压内孔台阶，通过找正使内孔的跳动在φ0.05mm以内而且使端面的跳动在φ0.1mm以内，然后再对所述工件的内外形进行加工，最终保证外形的剩余切削量为1mm～2mm，内形的剩余切削量为0.5mm～1mm。

6.根据权利要求1所述的一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法，其特征在于：精加工对接面时，以端面为基准，撑内孔，压内孔台阶，通过四处对称点找正使两端外圆同轴度在Φ0.05mm以内，通过找正使内孔和端面的跳动都在φ0.05mm以内，然后再均匀车削去除两端面余量，加工到设计尺寸；加工完对接面后，将两个端面的密封槽加工到设计尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法，其特征在于：第二次精加工内外形时，将内外形加工至设计尺寸，此过程为关键工序，采用多次反复进刀的方式，加工过程中松压板，将工件从机床上拆下，放置十分钟后重新装夹，以去除应力，每次进刀量不超过0.3mm，进给不超过50mm/min。

8.根据权利要求1所述的一种薄壁多开口易变形锥形回转体的加工方法，其特征在于：还包括检测加工好的工件表面是否存在裂纹的步骤。

9.一种回转体，其特征在于：所述回转体按照权利要求1～8中任一项所述加工方法加工制成。