CN110666595A - 一种薄壁零件内孔精密加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种薄壁零件内孔精密加工方法，属于薄壁零件高精加工技术领域。本发明通过精研零件定位端面，依靠转接小吸盘间接实现零件装夹校正，并通过进给量、刀具修磨次数、磨削余量以及走刀路线等加工参数的合理选择搭配完成薄壁零件内孔精密加工。该发明方法通过对薄壁零件变形的本质进行深入理论分析，并以各变形因素入手，依此设计了独特的定位面研磨方法、装夹方式以及切削模型，极大地减少了薄壁零件内孔加工过程中所产生的变形，零件内孔圆柱度可控制在0.005mm以内，有效的解决了薄壁零件高精加工的难题。

Description

一种薄壁零件内孔精密加工方法
技术领域
本发明一种薄壁零件内孔精密加工方法，属于薄壁零件高精加工技术领域。
背景技术
目前薄壁零件内孔精密加工一般是先用手按压零件推研定位端面，然后用精密数控磨床直接吸附零件定位面，并敲击零件找正内孔中心，再以通用的切削参数和常规的径向走刀路线磨削零件内孔，并且整个切削过程磨削余量普遍在0.05mm以上。首先，由于零件属于薄壁件，直接用手按压零件会导致零件端面产生微变形，端面研平后，松开零件，零件定位端面微变形回弹，零件平面度普遍不高，从而导致零件吸附后定位端面变形，磨削完成取下零件时，定位端面变形回弹，从而导致内孔精度下降。其次，直接敲击零件校正零件内孔，会使零件产生滑动变形，磨削完成取下零件时，此变形回弹，零件内孔精度下降。另外，砂轮径向走刀路线会使砂轮在进给过程中直接对孔壁产生一个径向挤压力，各项加工参数的不合理也直接带来砂轮切削过程中切削阻力的增大，这些都会使零件径向受力过大而产生切削变形。最后，由于内孔去除余量越多，内孔内应力平衡被打破的越严重，零件应力变形越大，0.05mm以上的去除余量偏高。综上，所有以上这些因素的叠加，最终导致薄壁零件内孔加工精度一直很低，加工稳定性很差。
发明内容
本发明的目的：针对上述现有加工技术存在问题，本发明提供一种薄壁零件内孔精密加工方法，通过特殊的一套精研方法、装夹方法、轴向***式走刀路线、以及加工参数优化等措施，解决了现有薄壁零件内孔加工变形大，加工质量不稳定，精度偏低的状况。
本发明的技术方案：
为了实现上述目的，本发明专利的技术方案是，一种磁性薄壁零件内孔精密加工方法，包括以下步骤：
1)精研零件3定位端面：
①在研磨平台上先用手按压零件3推研端面，直到端面全部研出；
②再用比零件3外径大的套筒5罩着零件3侧向带动零件3精修定位端面(不允许施加轴向压力)；
2)将零件3以自由状态放在转接小吸盘2上，并打开转接小吸盘2磁力吸紧零件3；
3)将转接小吸盘2吸附在数控磨床磁力大吸盘1上，并通过敲击转接小吸盘2校正零件3内孔中心在主轴的中心上；
4)按照如下加工参数进行磨削加工：
①砂轮4切削深度≤0.002mm；
②砂轮4走刀路线：轴向***式(零件3外侧进给)；
③零件3内孔去除余量≤0.02mm；
5)磨削完成后，关闭小吸盘2磁力，轻轻取下零件3。
所述的薄壁零件定位面的平面度大于0.003mm。
所述的薄壁零件加工时砂轮线速度不小于20m/s。
所述零件3内孔中心跳动不大于0.003mm。
所述砂轮4走刀速度不大于150m/s。
所述零件3线速度不小于0.5m/s。
所述零件3内孔每去除0.01余量，砂轮4修磨次数大于1。
所述零件3加工前内孔圆柱度<0.01。
本发明的有益效果：本发明一种薄壁零件内孔精密加工方法，通过对薄壁零件加工过程中产生的装夹变形、切削变形以及内应力变形三个方面入手，从宏观和微观两个角度对零件整个加工过程进行全流程精细化控制，有力减少了薄壁零件内孔的加工变形，零件内孔圆柱度普遍在0.005mm以下，且加工稳定，有效的解决了薄壁零件高精加工的难题。
附图说明：
图1为本发明装夹加工示意图
图2为本发明精研零件定位端面示意图
图3为本发明砂轮走刀示意图其中：1-数控磨床磁力大吸盘、2-转接小吸盘、3-零件、4-砂轮、5-套筒、6-砂轮走刀路线
图4为本发明实施例1加工示意图
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
为了实现上述目的，本发明专利的技术方案是，一种磁性薄壁零件内孔精密加工方法，包括以下步骤：
1)精研零件3定位端面：
①在研磨平台上先用手按压零件3推研端面，直到端面全部研出；
②再用比零件3外径大的套筒5罩着零件3侧向带动零件3精修定位端面(不允许施加轴向压力),保证零件定位面的平面度不大于0.003mm；
2)将零件3以自由状态放在转接小吸盘2上，并打开转接小吸盘2磁力吸紧零件3；
3)将转接小吸盘2吸附在数控磨床磁力大吸盘1上，并通过敲击转接小吸盘2校正零件3内孔中心偏移不大于0.003mm；
4)按照如下加工参数进行磨削加工：
①砂轮4切削深度≤0.002mm；
②砂轮4走刀路线：轴向***式零件3外侧进给)；
③零件3内孔去除余量≤0.02mm；
④砂轮4走刀速度不大于150m/s；
⑤砂轮4外缘线速度不小于20m/s；
⑥零件3内孔线速度不小于0.5m/s；
⑦零件3内孔每去除0.01余量，砂轮4修磨次数大于1；
5)磨削完成后，关闭转接小吸盘2磁力，轻轻取下零件3。
所述零件3加工前内孔圆柱度<0.01mm。
实施例
现有一种磁性薄壁零件，其相关尺寸要求如右图4所示。该零件内孔直径高达φ91.4mm,壁厚却仅有2.75mm，轮廓比达到35.2(外径与壁厚的比值)，最终要求零件内孔圆柱度不大于0.005mm，属于典型的薄壁零件高精加工，常规加工手段难以保证。
下面我们根据本专利方法按照如下步骤进行试加工：
1)挑选出粗加工后内孔圆柱度不大于0.01mm的零件；
2)精研零件图示左侧定位端面：
①在研磨平台上先用手按压零件推研图示左侧端面，直到端面全部研出；
②再用内孔直径大于φ100mm的套筒罩着零件侧向带动零件精修定位端面(不允许施加轴向压力),保证零件定位面的平面度0.002mm；
3)将零件以自由状态放在转接小吸盘上，并打开转接小吸盘磁力吸紧零件；
4)将转接小吸盘吸附在数控磨床磁力大吸盘上，并通过敲击转接小吸盘校正零件内孔中心偏移量在0.002mm；
5)分别按照如下三组加工参数进行磨削加工：
Figure BDA0002181145180000041
Figure BDA0002181145180000051
6)磨削完成后，关闭转接小吸盘磁力，轻轻取下零件。
经过测量，分别得到三组零件加工后内孔孔径尺寸和内孔圆柱度如下表所示：
Figure BDA0002181145180000052
故，此发明方法可行。

Claims (8)

1.一种薄壁零件内孔精密加工方法，其特征在于，所述方法采取以下步骤：
1)精研零件(3)定位端面：
①先用手按压零件(3)推研端面，直到端面全部研出；
②再用比零件(3)外径大的套筒罩着零件(3)侧向带动零件(3)精修定位端面(不允许施加轴向压力)；
2)将零件(3)以自由状态放在转接小吸盘(2)上，并打开小吸盘(2)磁力吸紧零件(3)；
3)将小吸盘(2)吸附在数控磨床大吸盘(1)上，并通过敲击小吸盘(2)校正零件(3)内孔，保证零件(3)内孔中心跳动不大于0.003mm；
4)按照如下加工参数进行磨削加工：
①砂轮(4)切削深度≤0.002mm；
②砂轮(4)走刀路线：轴向***式,零件(3)外侧进给；
③零件(3)内孔去除余量≤0.02mm；
5)磨削完成后，关闭小吸盘(2)磁力，轻轻取下零件(3)。
2.根据权利要求所述的一种薄壁零件内孔精密加工方法，其特征在于，所述的薄壁零件定位面的平面度大于0.003mm。
3.根据权利要求所述的一种薄壁零件内孔精密加工方法，其特征在于，所述的薄壁零件加工时砂轮线速度不小于20m/s。
4.根据权利要求所述的一种薄壁零件内孔精密加工方法，其特征在于，所述零件(3)内孔中心跳动不大于0.003mm。
5.根据权利要求所述的一种薄壁零件内孔精密加工方法，其特征在于，砂轮(4)走刀速度不大于150m/s。
6.根据权利要求所述的一种薄壁零件内孔精密加工方法，其特征在于，零件(3)线速度不小于0.5m/s。
7.根据权利要求所述的一种薄壁零件内孔精密加工方法，其特征在于，零件(3)内孔每去除0.01余量，砂轮(4)修磨次数大于1。
8.根据权利要求所述的一种薄壁零件内孔精密加工方法，其特征在于，零件(3)加工前内孔圆柱度<0.01。
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