CN111496485A - 一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于,包括如下过程,零件加工去余量、热处理工艺、各工序装夹、各工序加工参数;工序间自然失效时间控制;零件各工序余量合理分配,对零件整个加工过程变形控制起决定作用;热处理工艺是零件加工过程中,有效消除零件加工过程中产生的加工应力;零件各工序装夹的合理应用,有效减小零件装夹带来的装夹变形;零件各工序加工参数设定,有效控制零件加工受力,减小零件加工变形;零件工序自然失效时间控制,有效释放工序间的加工应力,减小零件最终变形。本发明对零件变形控制效果显著,可以作为该类薄壁环形零件变形控制的参考工艺方案。
Description
技术领域
本发明属于机械制造业技术领域,具体说是一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺。
背景技术
一种用于航空航天领域的4J32材料薄壁环类零件,该零件属于典型的薄壁易变形高精密环形件,零件整体直径约200mm,整体壁厚约2mm,零件直径公差0.05,设计要求加工后直径周向各对点必须在该公差范围,这样对零件变形控制提出来极高的要求,对于直径在200mm级别的环形件,一般采用卧式车床进行相应的机加车加工,对于卧式车床,零件装夹最常用的方案为三爪自定心夹紧或涨紧,但对于高精密薄壁环形件,全部车加工均采用此种装夹方案,则存在以下几点影响零件最终变形的因素:①零件在精加工涨紧或夹紧时,均会对零件产生径向作用力,使零件产生弹性变形,在零件车加工完成卸下后,零件变形位置回弹,自由状态下产生较大变形﹔②对于薄壁零件,涨紧及夹紧力很难控制在即能保证零件有效装夹,又不使零件产生弹性形变,自定心装夹方式效率高,故合理使用涨紧或夹紧的装夹方式,合理分配工序加工余量及合理安排去应力工序,可有效保证零件加工效率的同时,更好的控制零件变形。
发明内容
本发明的目的是一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,通过合理安排工艺路线及各工序间余量,设计制造卧车专用压紧工装,选用合理加工参数,同时安排一定的自然失效时间及热处理工序,有效降低零件机加变形。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,包括如下过程,零件加工去余量、热处理工艺、各工序装夹、各工序加工参数;工序间自然失效时间控制;零件各工序余量合理分配,对零件整个加工过程变形控制起决定作用;热处理工艺是零件加工过程中,有效消除零件加工过程中产生的加工应力;零件各工序装夹的合理应用,有效减小零件装夹带来的装夹变形;零件各工序加工参数设定,有效控制零件加工受力,减小零件加工变形;零件工序自然失效时间控制,有效释放工序间的加工应力,减小零件最终变形。
零件加工去余量采用零件粗加工整体留1.5mm余量,半精加工留0.15mm余量,然后进行精加工。
零件粗加工后,进行去应力热处理,消除零件粗加工内部应力。
零件粗加工时,粗车第一端采用钢三抓夹紧,粗车另一端采用铝扇爪内部涨紧;零件半精车加工时,分别采用扇爪夹紧及涨紧,保证配合间隙不大于0.02mm;零件精车第一面时采用压紧装夹方式,最终精车采用扇爪夹紧方式,保证夹紧后零件圆度控制在不大于0.02mm,若零件需进行铣加工,则仍采用轴向压紧方式装夹。
零件粗车参数采用:切深Ap=0.5mm,进给F=0.2mm/r,线速度80m/min;
半精车参数采用:切深Ap=0.18mm,进给F=0.1mm/r,线速度80m/min;
精车参数采用:切深Ap=0.05mm,进给F=0.05mm/r,线速度80m/min。
零件半精加工后,需自然失效不少于48小时。
本发明的优点是:
1.零件各工序余量分配合理,对零件整个加工过程变形控制起决定作用;
2.零件加工过程中,去应力热处理工序安排合理,可有效消除零件加工过程中产生的加工应力;
3.零件各工序装夹方案的合理应用,可有效减小零件装夹带来的装夹变形;
4.零件各工序的加工参数设定合理,可有效控制零件加工受力,减小零件加工变形;
5.零件工序自然失效时间控制,可有效释放工序间的加工应力,减小零件最终变形。
附图说明
图1为本发明专用工装及零件结构示意图。
图2为本发明专用工装及零件剖视图。
图3为本发明工装底座示意图。
图4为本发明专用压板示意图。
具体实施方式
结合附图1-4标记对本发明进行详细说明。
一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,包括如下过程,零件加工去余量、热处理工艺、各工序装夹、各工序加工参数;工序间自然失效时间控制;零件各工序余量合理分配,对零件整个加工过程变形控制起决定作用;热处理工艺是零件加工过程中,有效消除零件加工过程中产生的加工应力;零件各工序装夹的合理应用,有效减小零件装夹带来的装夹变形;零件各工序加工参数设定,有效控制零件加工受力,减小零件加工变形;零件工序自然失效时间控制,有效释放工序间的加工应力,减小零件最终变形。
零件加工去余量采用零件粗加工整体留1.5mm余量,半精加工留0.15mm余量,然后进行精加工。
零件粗加工后,进行去应力热处理,消除零件粗加工内部应力。
零件粗加工时,粗车第一端采用钢三抓夹紧,粗车另一端采用铝扇爪内部涨紧;零件半精车加工时,分别采用扇爪夹紧及涨紧,保证配合间隙不大于0.02mm;零件精车第一面时采用压紧装夹方式,最终精车采用扇爪夹紧方式,保证夹紧后零件圆度控制在不大于0.02mm,若零件需进行铣加工,则仍采用轴向压紧方式装夹。
零件粗车参数采用:切深Ap=0.5mm,进给F=0.2mm/r,线速度80m/min;
半精车参数采用:切深Ap=0.18mm,进给F=0.1mm/r,线速度80m/min;
精车参数采用:切深Ap=0.05mm,进给F=0.05mm/r,线速度80m/min。
零件半精加工后,需自然失效不少于48小时。
实施例
某连接环FC005零件,零件整体壁厚2mm,外圆直径Φ200,高90mm,采用该方案进行加工。零件精车第一面时,将零件1装于工装底座2,采用压紧螺钉4,通过专用压板3将零件预压紧,采用扭力扳手对点压紧零件,压板压紧力控制在8-10N·m,压紧时,打表检测零件压板对应位置零件内圆跳动变化不大于0.01,若无法满足要求,转动零件重新压紧,直至满足压紧要求,第一面精车完成后,采用通用铝制扇爪,外夹零件,精车第二面,保证配合间隙不大于0.02,装夹后,零件周跳不大于0.02,精加工零件,精车参数采用:切深Ap=0.05mm,进给F=0.05mm/r,线速度80m/min。
Claims (9)
1.一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于,
包括如下过程,零件加工去余量、热处理工艺、各工序装夹、各工序加工参数;工序间自然失效时间控制;
零件各工序余量合理分配,对零件整个加工过程变形控制起决定作用;
热处理工艺是零件加工过程中,有效消除零件加工过程中产生的加工应力;
零件各工序装夹的合理应用,有效减小零件装夹带来的装夹变形;
零件各工序加工参数设定,有效控制零件加工受力,减小零件加工变形;
零件工序自然失效时间控制,有效释放工序间的加工应力,减小零件最终变形。
2.根据权利要求1所述的一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于:零件加工去余量采用零件粗加工整体留1.5mm余量,半精加工留0.15mm余量,然后进行精加工。
3.根据权利要求2所述的一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于:
零件粗加工后,进行去应力热处理,消除零件粗加工内部应力。
4.根据权利要求1所述的一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于:
零件粗加工时,粗车第一端采用钢三抓夹紧,粗车另一端采用铝扇爪内部涨紧;零件半精车加工时,分别采用扇爪夹紧及涨紧,保证配合间隙不大于0.02mm;零件精车第一面时采用压紧装夹方式,最终精车采用扇爪夹紧方式,保证夹紧后零件圆度控制在不大于0.02mm,若零件需进行铣加工,则仍采用轴向压紧方式装夹。
5.根据权利要求4所述的一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于:
零件粗车参数采用:切深Ap=0.5mm,进给F=0.2mm/r,线速度80m/min。
6.根据权利要求4所述的一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于:
半精车参数采用:切深Ap=0.18mm,进给F=0.1mm/r,线速度80m/min。
7.根据权利要求4所述的一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于:
精车参数采用:切深Ap=0.05mm,进给F=0.05mm/r,线速度80m/min。
8.根据权利要求4所述的一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于:
零件半精加工后,需自然失效不少于48小时。
9.根据权利要求4所述的一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺,其特征在于:
零件精车第一面时,将零件装于工装底座,采用压紧螺钉,通过专用压板将零件预压紧,采用扭力扳手对点压紧零件,压板压紧力控制在8-10N·m,压紧时,打表检测零件压板对应位置零件内圆跳动变化不大于0.01mm,若无法满足要求,转动零件重新压紧,直至满足压紧要求;第一面精车完成后,采用通用铝制扇爪,外夹零件,精车第二面,保证配合间隙不大于0.02mm,装夹后,零件周跳不大于0.02mm,精加工零件,精车参数采用:切深Ap=0.05mm,进给F=0.05mm/r,线速度80m/min。
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