CN104607665B - 薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，具体公开了一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置及方法。该装置包括型胎、压紧结构、数控***和车削结构，其中，待加工零件放置于与待加工零件曲线弧度相似的型胎上，并通过最右端的尾顶压紧固定；压紧结构和车削结构一起顶压在待加工零件表面，并通过数控***控制压紧结构和车削结构的运动轨迹，其中，数控***发送数控信号，控制与车削结构相连接的伺服***，带动车削结构对待加工零件进行加工。该装置及方法，其压紧结构的压紧轮在压紧点周围形成压稳区域，车削点位于压稳区内，通过选择合适的压紧轮圆角半径、压紧轮轨迹、车刀圆角半径、车刀轨迹和车削用量，可以车削得到壁厚均匀性较好零件。

Description

薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置及方法
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置及方法。
背景技术
针对特定用途的薄壁曲母线回转体零件，如旋压成形的运载火箭助推级箱底壳体，在制造和使用中存在如下特点：1）零件壁厚精度要求高，圆度要求偏低；2）塑性成形零件在厚度上存在一定的机械加工量；3）零件成形圆度不足以采用内外表面机械加工的方法保证壁厚；4）塑性成形零件型面不能精确重复。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置及方法，可以实现大型薄壁回转体零件的壁厚控制。
本发明的技术方案如下：一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置，该装置包括型胎、压紧结构、数控***和车削结构，其中，待加工零件放置于与待加工零件曲线弧度相似的型胎上，并通过最右端的尾顶压紧固定；压紧结构和车削结构一起顶压在待加工零件表面，并通过数控***控制压紧结构和车削结构的运动轨迹，其中，数控***发送数控信号，控制与车削结构相连接的伺服***，带动车削结构对待加工零件进行加工。
所述的压紧结构中压紧轮圆弧半径取待加工零件壁厚的1.5～3.0倍。
所述的车削结构中的车刀圆角半径为0.5mm～5mm。
所述的车削结构的车刀与待加工零件表面的形成车削点，压紧结构中的压紧轮与待加工零件表面形成压紧点，车削点位于压紧点的后方，且车削点与压紧点的距离为待加工零件壁厚的3～7倍。
所述的压紧结构中的压紧轮通过测量待加工零件沿母线的厚度分布，以及将车削胎母线按待加工零件厚度向外来确定压紧轮的轨迹。
所述的车削结构中的车刀通过确定待车削部分的最大壁厚，以及获得车削胎母线向外偏移量最大壁厚与最大吃刀深度的差值来确定车刀的轨迹。
一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、将待加工零件放置于与待加工零件曲线弧度相似的型胎上，并通过最右端的尾顶压紧固定；
步骤2、选取合适的压紧结构的压紧轮半径及车削结构的车刀圆角半径，并将压紧结构和车削结构一起顶压在待加工零件表面；
步骤3、确定压紧结构压紧轮的轨迹和车削结构的车刀轨迹；
压紧结构中的压紧轮通过测量待加工零件沿母线的厚度分布，以及将车削胎母线按待加工零件厚度向外来确定压紧轮的轨迹；
车削结构中的车刀通过确定待车削部分的最大壁厚，以及获得车削胎母线向外偏移量最大壁厚与最大吃刀深度的差值来确定车刀的轨迹；
步骤4、安装一般零件材料和普通车削设备上的车削用量，即切削速度、吃刀深度、进给量，采用横线速度方式对待加工零件进行车削。
所述的步骤2具体包括：
步骤2.1、压紧结构的压紧轮半径取待加工零件壁厚的1.5～3.0倍，薄壁零件取偏大值，厚壁零件取偏小值；
步骤2.2、车削结构中的车刀圆角半径为0.5mm～5mm，在待加工零件具有较大余量需要去除或粗糙度在Ra12.5以上时，选用圆角半径在0.5mm～2mm的车刀，其他情况选用圆角半径在2mm～5mm的车刀；
步骤2.3、车削结构的车刀与待加工零件表面有一个接触点，压紧结构中的压紧轮与待加工零件表面也有一个接触点，两个接触点的距离为压紧点与车削点的距离，压紧结构中压紧轮通过压紧点压紧待加工零件，在压紧点的周围，待加工零件形成刚性较强的稳定区域，且压紧点周围的稳定区域不对称，其后方的稳定区域较大，车削点位于压紧点的后方，且车削点与压紧点的距离为待加工零件壁厚的3～7倍。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置及方法，其压紧结构的压紧轮在压紧点周围形成压稳区域，车削点位于压稳区内，通过选择合适的压紧轮圆角半径、压紧轮轨迹、车刀圆角半径、车刀轨迹和车削用量，可以车削得到壁厚均匀性较好零件。
附图说明
图1为本发明所述的一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置结构示意图；
图中：1、型胎；2、待加工零件；3、压紧结构；4、数控***；5、数控信号；6、伺服***；7、车削结构；8、尾顶。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置，包括型胎1、压紧结构3、数控***4和车削结构7，其中，待加工零件2放置于与待加工零件2曲线弧度相似的型胎1上，并通过最右端的尾顶8压紧固定；压紧结构3和车削结构7一起顶压在待加工零件2表面，并通过数控***4控制压紧结构3和车削结构7的运动轨迹，其中，数控***4发送数控信号5，控制与车削结构7相连接的伺服***6，带动车削结构7对待加工零件进行加工；压紧结构3和待加工零件2接触的周围区域采用敲击法确认贴膜状态，从而通过数控***4控制压紧结构3的运动轨迹，达到较好的瞬时贴膜状态；压紧结构3中压紧轮圆弧半径取待加工零件壁厚的1.5～3.0倍，薄壁零件取偏大值，厚壁零件取偏小值；压紧结构3中的压紧轮通过测量待加工零件2沿母线的厚度分布，以及将车削胎母线按待加工零件2厚度向外来确定压紧轮的轨迹；车削结构7的车刀与待加工零件2表面有一个接触点，压紧结构3中的压紧轮与待加工零件表面也有一个接触点，两个接触点的距离为压紧点与车削点的距离，压紧结构3中压紧轮通过压紧点压紧待加工零件2，在压紧点的周围，待加工零件2形成刚性较强的稳定区域，且压紧点周围的稳定区域不对称，其后方的稳定区域较大，车削点位于压紧点的后方，且车削点与压紧点的距离为待加工零件2壁厚的3～7倍；车削结构7中的车刀圆角半径为0.5mm～5mm，在待加工零件具有较大余量需要去除或粗糙度在Ra12.5以上时，选用圆角半径在0.5mm～2mm的车刀，其他情况选用圆角半径在2mm～5mm的车刀；车削结构7中的车刀通过确定待车削部分的最大壁厚，以及获得车削胎母线向外偏移量最大壁厚与最大吃刀深度的差值来确定车刀的轨迹。
一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、将待加工零件放置于与待加工零件曲线弧度相似的型胎上，并通过最右端的尾顶压紧固定；
步骤2、选取合适的压紧结构的压紧轮半径及车削结构的车刀圆角半径，并将压紧结构和车削结构一起顶压在待加工零件表面；
步骤2.1、压紧结构的压紧轮半径取待加工零件壁厚的1.5～3.0倍，薄壁零件取偏大值，厚壁零件取偏小值；
步骤2.2、车削结构中的车刀圆角半径为0.5mm～5mm，在待加工零件具有较大余量需要去除或粗糙度在Ra12.5以上时，选用圆角半径在0.5mm～2mm的车刀，其他情况选用圆角半径在2mm～5mm的车刀；
步骤2.3、车削结构的车刀与待加工零件表面有一个接触点，压紧结构中的压紧轮与待加工零件表面也有一个接触点，两个接触点的距离为压紧点与车削点的距离，压紧结构中压紧轮通过压紧点压紧待加工零件，在压紧点的周围，待加工零件形成刚性较强的稳定区域，且压紧点周围的稳定区域不对称，其后方的稳定区域较大，车削点位于压紧点的后方，且车削点与压紧点的距离为待加工零件壁厚的3～7倍；
步骤3、确定压紧结构压紧轮的轨迹和车削结构的车刀轨迹；
压紧结构中的压紧轮通过测量待加工零件沿母线的厚度分布，以及将车削胎母线按待加工零件厚度向外来确定压紧轮的轨迹；
车削结构中的车刀通过确定待车削部分的最大壁厚，以及获得车削胎母线向外偏移量最大壁厚与最大吃刀深度的差值来确定车刀的轨迹；
步骤4、安装一般零件材料和普通车削设备上的车削用量，即切削速度、吃刀深度、进给量，采用横线速度方式对待加工零件进行车削。

Claims (8)

1.一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置，其特征在于：该装置包括型胎(1)、压紧结构(3)、数控***(4)和车削结构(7)，其中，待加工零件(2)放置于与待加工零件(2)曲线弧度相似的型胎(1)上，并通过最右端的尾顶(8)压紧固定；压紧结构(3)和车削结构(7)一起顶压在待加工零件(2)表面，并通过数控***(4)分别控制压紧结构(3)和车削结构(7)的运动轨迹，其中，数控***(4)发送数控信号(5)，控制与车削结构(7)相连接的伺服***(6)，带动车削结构(7)对待加工零件进行加工。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置，其特征在于：所述的压紧结构(3)中压紧轮圆弧半径取待加工零件壁厚的1.5～3.0倍。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置，其特征在于：所述的车削结构(7)中的车刀圆角半径为0.5mm～5mm。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置，其特征在于：所述的车削结构(7)的车刀与待加工零件(2)表面的形成车削点，压紧结构(3)中的压紧轮与待加工零件表面形成压紧点，车削点位于压紧点的后方，且车削点与压紧点的距离为待加工零件(2)壁厚的3～7倍。
5.根据权利要求1所述的一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置，其特征在于：所述的压紧结构(3)中的压紧轮通过测量待加工零件(2)沿母线的厚度分布，以及将车削胎母线按待加工零件(2)厚度向外来确定压紧轮的轨迹。
6.根据权利要求1所述的一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削装置，其特征在于：所述的车削结构(7)中的车刀通过确定待车削部分的最大壁厚，以及获得车削胎母线向外偏移量最大壁厚与最大吃刀深度的差值来确定车刀的轨迹。
7.一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
步骤1、将待加工零件放置于与待加工零件曲线弧度相似的型胎上，并通过最右端的尾顶压紧固定；
步骤2、选取合适的压紧结构的压紧轮半径及车削结构的车刀圆角半径，并将压紧结构和车削结构一起顶压在待加工零件表面；
步骤3、确定压紧结构压紧轮的轨迹和车削结构的车刀轨迹；
压紧结构中的压紧轮通过测量待加工零件沿母线的厚度分布，以及将车削胎母线按待加工零件厚度向外来确定压紧轮的轨迹；
车削结构中的车刀通过确定待车削部分的最大壁厚，以及获得车削胎母线向外偏移量最大壁厚与最大吃刀深度的差值来确定车刀的轨迹；
步骤4、按照一般零件材料和普通车削设备上的车削用量，即切削速度、吃刀深度、进给量，采用横线速度方式对待加工零件进行车削。
8.根据权利要求7所述的一种薄壁曲母线回转体零件跟随车削方法，其特征在于：所述的步骤2具体包括：
步骤2.1、压紧结构的压紧轮半径取待加工零件壁厚的1.5～3.0倍，薄壁零件取偏大值，厚壁零件取偏小值；
步骤2.2、车削结构中的车刀圆角半径为0.5mm～5mm，在待加工零件具有较大余量需要去除或粗糙度在Ra12.5以上时，选用圆角半径在0.5mm～2mm的车刀，其他情况选用圆角半径在2mm～5mm的车刀；
步骤2.3、车削结构的车刀与待加工零件表面有一个接触点，压紧结构中的压紧轮与待加工零件表面也有一个接触点，两个接触点的距离为压紧点与车削点的距离，压紧结构中压紧轮通过压紧点压紧待加工零件，在压紧点的周围，待加工零件形成刚性较强的稳定区域，且压紧点周围的稳定区域不对称，其后方的稳定区域较大，车削点位于压紧点的后方，且车削点与压紧点的距离为待加工零件壁厚的3～7倍。
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