CN105834689B - 一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，采用先加工耳片区域、后加工基座区域的铣削工序，避免了因基座厚度较小导致的“双鹅颈”铰链形位公差过大，而且通过附加走刀路径，减少刀具在圆角处的径向切深，以控制切削力突变的方法提高形位公差，选择环切的加工刀具路径、合理的铣削参数可满足铰链工件两耳片处的加工同轴度要求，提高“双鹅颈”铰链的加工效率，并满足装配孔位精度要求。

Description

一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺
技术领域
本发明属于铰链加工技术领域，特别涉及一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺。
背景技术
在汽车、船舶、家具等领域，铰链是重要的连接部件，其材料通常选用高强度钢，为节省加工材料、提高效率，一般采用冲压或铸造的方式完成铰链的一次成型。在航空、航天领域，铰链是飞机舱门、口盖的连接部件，受载荷、振动、腐蚀等因素的影响，舱门、口盖铰链一般选用15-5PH-固溶钢。在综合考虑材料性能、使用要求、制造工艺及成本的基础上，飞机上口盖铰链一般设计成“双鹅颈”铰链，该铰链基座厚度较薄，部分是“双鹅颈”耳片结构，两耳片处的轴孔径同轴度要求φ0.1mm，且耳片上的限位槽位置度及耳片处的轴心距公差要求严格。
综上，结合15-5PH-固溶钢工作环境的特殊性及其自身材料的加工工艺性能，传统的冲压或铸造方式无法满足“双鹅颈”铰链的加工要求。
发明内容
本发明为解决现有加工方法不能较好地满足耳片同轴度及位置度的要求的技术问题，提出一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，能够有效保证耳片处的同轴度要求及限位槽处的位置度要求，提高“双鹅颈”铰链的加工效率，并满足装配孔位精度要求。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，包括如下步骤：
步骤一：下料，热处理，加热至552摄氏度，加热4小时后，空气冷却；
步骤二：毛坯铣六方，钻铰两个工艺孔，精确装夹；
步骤三：毛坯六方绕X轴旋转180度，底面朝上，以底面对刀，钻孔，粗、精铣零件基座底面对应的加工区域；
步骤四：毛坯六方绕X轴顺时针旋转90度，零件底面对刀，粗加工第一鹅颈至毛坯边界区域；钻孔，铰孔，精铣第一鹅颈；
步骤五：毛坯六方绕X轴继续顺时针旋转180度，粗加工第二鹅颈至毛坯边界区域；钻孔，铰孔，精铣第二鹅颈；
步骤六：零件旋转到初始装夹状态，翻面，底面对刀，Z值尺寸抬高30mm，粗、精加工零件表面，加工步骤三中加工区域的对应面；
步骤七：去除工艺补块，毛刺修光刀去毛刺，钻石粉补光零件；
步骤八：电镀工碱洗，进行磁粉探伤，钝化处理；成品检验。
优选地，所述步骤四中钻孔为钻限位孔，且限位孔实际中心线限制在直径为0.1mm的圆柱面内，所述圆柱面的轴线位置处于腹板底面和基准轴线的理论位置上。
优选地，所述步骤四中精铣第一鹅颈包括细化圆角处刀具路径，径向切深取值0.7mm，轴向切深取值1.53mm，进给量取值0.023mm/r。
优选地，所述步骤五中钻孔为钻限位孔，且限位孔实际中心线限制在直径为0.1mm的圆柱面内，所述圆柱面的轴线位置处于腹板底面和基准轴线的理论位置上。
优选地，所述步骤五中精铣第二鹅颈包括细化圆角处刀具路径实现，径向切深取值0.7mm，轴向切深取值1.53mm，进给量取值0.023mm/r。
优选地，所述步骤六中精加工零件表面包括双鹅颈铰链耳片处的加工，其中耳片中间处的走刀路径为环切，切削参数分别为：径向切深10mm，轴向切深0.7mm，进给量为0.046mm/r。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，采用先加工耳片区域、后加工基座区域的铣削工序，避免了因基座厚度较小导致的“双鹅颈”铰链形位公差过大，而且通过附加走刀路径，减少刀具在圆角处的径向切深，以控制切削力突变的方法提高形位公差，选择环切的加工刀具路径、合理的铣削参数可满足铰链工件两耳片处的加工同轴度要求，提高“双鹅颈”铰链的加工效率，并满足装配孔位精度要求。
附图说明
图1是固溶钢双鹅颈铰链的下料图。
图2是固溶钢双鹅颈铰链工艺孔示意图。
图3是固溶钢双鹅颈铰链两耳片限位槽处的位置精度示意图。
图4是固溶钢双鹅颈铰链的结构示意图。
图5是固溶钢双鹅颈铰链耳片处圆角结构示意图。
图6是固溶钢双鹅颈铰链耳片与基座连接结构的示意图。
图7是固溶钢双鹅颈铰链工艺补块去除示意图。
附图说明：1、零件基座底面对应的加工区域；2第一鹅颈至毛坯边界区域；3、第二鹅颈至毛坯边界区域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明：
参见附图1至附图7，一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，包括如下步骤：
步骤一：下料，热处理，加热至552摄氏度，加热4小时后，空气冷却。
如附图1所示，下料，长宽尺寸公差为0~±5mm，将沉淀硬化不锈钢热处理。
步骤二：毛坯铣六方，钻铰工艺孔，精确装夹。
如附图2所示，毛坯铣六方，保证两大平面的平面度为0.1，保证与基座底面的平行度为0.1。
如附图2所示，钻铰工艺孔，并保证与地面的垂直度0.05；精确装夹。
步骤三：六方绕X轴旋转180度，底面朝上，以底面对刀，钻孔，粗、精铣零件基座底面对应的加工区域1（如附图3所示）。
步骤四：毛坯六方绕X轴顺时针旋转90度，零件底面对刀，粗加工第一鹅颈至毛坯边界区域2（如附图3所示）；钻孔、铰孔，精铣第一鹅颈。
如附图4所示，零件底面对刀，钻限位孔，满足位置度要求；即限位孔实际中心线限制在直径为0.1mm的圆柱面内，所述圆柱面的轴线位置处于腹板底面和基准轴线的理论位置上。
加工耳片处的装配孔，先初孔，后铰孔。
如附图5所示，精铣第一鹅颈，由于耳片存在多处典型圆角结构，通过细化圆角处刀具路径，径向切深取值0.7mm，轴向切深取值1.53mm，进给量取值0.023mm/r，附加螺旋走刀路径的方式精化走刀路径，提高圆角处的刚度，减少加工变形。这样可以减少刀具在圆角处的径向切深，避免了切削力的突变，可以有效保持稳定切削，减少零件加工变形。
步骤五：毛坯六方绕X轴继续顺时针旋转180度，粗加工第二鹅颈至毛坯边界区域3（如附图3所示），钻孔，铰孔，精铣第二鹅颈；
零件底面对刀，钻限位孔，满足位置度要求，即限位孔实际中心线限制在直径为0.1mm的圆柱面内，所述圆柱面的轴线位置处于腹板底面和基准轴线的理论正确位置上；
加工耳片处的另一装配孔，先初孔，后铰孔；
精铣第二鹅颈，由于耳片存在多处典型圆角结构，通过细化圆角处刀具路径，径向切深取值0.7mm，轴向切深取值1.53mm，进给量取值0.023mm/r，附加螺旋走刀路径的方式精化走刀路径，提高圆角处的刚度，减少加工变形。这样可以减少刀具在圆角处的径向切深，避免了切削力的突变，可以有效保持稳定切削，减少零件加工变形。
步骤六：零件旋转到初始装夹状态，翻面，底面对刀，此处Z值尺寸抬高30mm，粗、精加工零件表面，此处加工零件基座底面对应的加工区域1的对应面；
零件绕X轴翻面，底面对刀，Z值抬高30mm，粗加工零件，整体留余量1mm；
精加工零件：由于铰链基座与耳片连接部分存在典型圆角结构，通过细化圆角处刀具路径，径向切深取值0.7mm，轴向切深取值1.53mm，进给量取值0.023mm/r，附加走刀路径的方式精化走刀路径，提高圆角处的刚度。
为满足铰链耳片处的加工同轴度要求，通过有限元模拟测定并分析了不同走刀路径下铣削加工铰链耳片中间处的应力分布规律，确定了耳片中间处的走刀路径——环切，其中切削参数分别为：径向切深10mm，轴向切深0.7mm，进给量为0.046mm/r。
步骤七：去除工艺补块，毛刺修光刀去毛刺，钻石粉补光零件。
如附图7所示，去除工艺补块，用砂带打磨零件要求修磨部位的尺寸至图纸尺寸，毛刺修光刀去毛刺，钻石粉补光零件。
步骤八：电镀工碱洗，进行磁粉探伤，钝化处理；成品检验。
进行磁粉探伤检查零件，不允许有裂纹、气孔等缺陷；
为防止零件生锈，钝化处理，使铰链表面形成保护膜；
按照图纸设计及加工制造要求，对成品进行检验。
以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多类似的改形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明所要保护的范围。

Claims (6)

1.一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：下料，热处理，加热至552摄氏度，加热4小时后，空气冷却；
步骤二：毛坯铣六方，钻铰两个工艺孔，精确装夹；
步骤三：毛坯六方绕X轴旋转180度，底面朝上，以底面对刀，钻孔，粗、精铣零件基座底面对应的加工区域；
步骤四：毛坯六方绕X轴顺时针旋转90度，零件底面对刀，粗加工第一鹅颈至毛坯边界区域；钻孔，铰孔，精铣第一鹅颈；
步骤五：毛坯六方绕X轴继续顺时针旋转180度，粗加工第二鹅颈至毛坯边界区域；钻孔，铰孔，精铣第二鹅颈；
步骤六：零件旋转到初始装夹状态，翻面，底面对刀，Z值尺寸抬高30mm，粗、精加工零件表面，加工步骤三中加工区域的对应面；
步骤七：去除工艺补块，毛刺修光刀去毛刺，钻石粉补光零件；
步骤八：电镀工碱洗，进行磁粉探伤，钝化处理；成品检验。
2.如权利要求1所述的一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，其特征在于：所述步骤四中钻孔为钻限位孔，且限位孔实际中心线限制在直径为0.1mm的圆柱面内，所述圆柱面的轴线位置处于腹板底面和基准轴线的理论位置上。
3.如权利要求1所述的一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，其特征在于：所述步骤四中精铣第一鹅颈包括细化圆角处刀具路径，径向切深取值0.7mm，轴向切深取值1.53mm，进给量取值0.023mm/r。
4.如权利要求1所述的一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，其特征在于：所述步骤五中钻孔为钻限位孔，且限位孔实际中心线限制在直径为0.1mm的圆柱面内，所述圆柱面的轴线位置处于腹板底面和基准轴线的理论位置上。
5.如权利要求1所述的一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，其特征在于：所述步骤五中精铣第二鹅颈包括细化圆角处刀具路径实现，径向切深取值0.7mm，轴向切深取值1.53mm，进给量取值0.023mm/r。
6.如权利要求1所述的一种固溶钢双鹅颈铰链铣削加工工艺，其特征在于：所述步骤六中精加工零件表面包括双鹅颈铰链耳片处的加工，其中耳片中间处的走刀路径为环切，切削参数分别为：径向切深10mm，轴向切深0.7mm，进给量为0.046mm/r。
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