CN112658763B - 一种薄壁长管铸件加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种薄壁长管铸件加工方法，包括以下步骤：步骤1）顶尖安装，将固定顶尖安装于机床的卡盘内，活动顶尖安装于车床主轴的锥孔内；步骤2）管铸件装夹固定，活动顶尖和固定顶尖沿分别沿管铸件两端的管口伸入管铸件内，且活动顶尖和固定顶尖分别对顶管铸件中间段内孔的端口达到夹持固定管铸件的要求；步骤3）分别机加工管铸件长段的外圆和短段的外圆达工艺要求；步骤4）分别机加工管铸件长段的内孔和短段的内孔达工艺要求；步骤5）分别机加工管铸件长段与中间段之间的第一外圆槽和短段与中间段之间的第二外圆槽达工艺要求；步骤6）分别机加工管铸件中间段的台阶面与台阶孔达工艺要求，解决了常规的铸件的长段和短段的外圆加工，采用两个顶尖分别对顶长段的端口和短段的端口，中间段发生较大的形变，容易导致在中间段机加时发生铣穿情况的问题。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种薄壁长管铸件加工方法。
背景技术
航空设备的薄壁长管铸件为高精密加工零部件，包括长段、中间段和短段，其中长段和短段用于机械加工中的夹持固定部位，中间段为待精密加工部位，通过夹持长段和短段，可有效避免夹持影响中间段的精度，常规的首先对长段和短段的外圆加工，用于提高后续中间段加工时，夹持部位的安装精度，通常的方法为采用两个顶尖分别对顶长段的端口和短段的端口，实现夹持固定铸件，由于铸件长段和短段的长度较大以及整个铸件的壁厚薄的特点，在夹持固定时，对顶力作用于长段和短段的端口容易导致中间段发生较大的形变，从而导致在后续中间段加工时，由于中间段变形较大而发生机加铣穿的情况。
综上所述，目前亟需一种薄壁长管铸件加工方法
发明内容
本发明的目的在于：针对铸件加工，采用两个顶尖分别对顶长段的端口和短段的端口，中间段发生较大的形变，容易导致在中间段机加时发生铣穿情况的问题，提供一种薄壁长管铸件加工方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种薄壁长管铸件加工方法，包括以下步骤：
步骤1）顶尖安装，将固定顶尖安装于机床的卡盘内，活动顶尖安装于车床主轴的锥孔内；
步骤2）管铸件装夹固定，固定顶尖和活动顶尖沿分别沿管铸件两端的管口伸入管铸件内，且固定顶尖和活动顶尖分别对顶管铸件中间段内孔的端口达到夹持固定管铸件的要求；
步骤3）分别机加工管铸件长段的外圆和管铸件短段的外圆达工艺要求；
步骤4）分别机加工管铸件长段的内孔和管铸件短段的内孔达工艺要求；
步骤5）分别机加工管铸件长段与管铸件中间段之间的第一外圆槽和管铸件短段与管铸件中间段之间的第二外圆槽达工艺要求；
步骤6）分别机加工管铸件中间段的台阶面与台阶孔达工艺要求。
在进行铸件机加工前，首先将固定顶尖安装于机械的卡盘内，以及将活动顶尖安装于车床主轴的锥孔内，通过调节活动顶尖与固定顶尖之间的距离，将活动顶尖和固定顶尖分别伸入管铸件内，并且活动顶尖和固定顶尖分别对顶管铸件的中间段内孔的端口，达到固定铸件的目的，通过活动顶尖和固定顶尖直接对顶铸件中间段，较对顶管铸件长段和管铸件短段固定管铸件，管铸件中间段的形变小，从而有效的降低在后续进行管铸件中间段的台阶面与台阶孔加工时，由于对顶管铸件两端使管铸件中间段发生形变过大，导致管铸件铣穿，本加工方法，解决了常规的铸件加工，采用两个顶尖分别对顶长段的端口和短段的端口，中间段发生较大的形变，容易导致在中间段机加时发生铣穿情况的问题。
优选的，步骤1）中，固定顶尖和活动顶尖的顶尖锥面上均设有若干齿形槽。齿形槽可增加顶尖与中间段内孔的端口间的摩擦力，避免在加工过程中管铸件相对于顶尖转动，影响管铸件的加工精度。
优选的，齿形槽沿顶尖锥面的环向均布。使管铸件受力均匀，提高管铸件夹持固定的稳定性。
优选的，步骤4）中，在机床主轴箱的锥孔内设置固定套，在固定套内开有限位孔，管铸件长段卡装于限位孔内用于机加工管铸件短段外圆的轴向定位或管铸件短段卡装于限位孔内用于机加工管铸件长段的轴向定位。
优选的，步骤4）中，在机床液压卡盘的外侧设置夹持部件，夹持部件的卡爪为软性材质结构件，通过夹持部件的卡爪固定管铸件短段或管铸件长段。卡爪为软性材料结构件，避免夹持部件与管铸件的夹持部位硬性接触，影响管铸件的短段和长段的表面精度，进而影响后续对中间段加工的夹持精度。
优选的，步骤5）中，首先采用固定顶尖和活动顶尖沿分别沿管铸件两端的管口伸入管铸件内，且活动顶尖和固定顶尖分别对顶管铸件中间段内孔的端口达到夹持固定管铸件的要求，再分别机加工第一外圆槽和第二外圆槽达工艺要求。
优选的，步骤6）中，采用夹持工装固定管铸件长段和管铸件短段，并铣管铸件中间段的台阶面与台阶孔达工艺要求。将经过精加工的管铸件的长段外圆和短段的外圆作为夹持部位，可提高铸件的夹持定位精度，进而提高，中间段的加工精度。
优选的，夹持工装包括基座和两个夹头，两个夹头在基座上相对设置，且两个夹头与基座配合用于分别固定管铸件长段和管铸件短段。
优选的，每一夹头上均设有至少两个第一卡槽，基座与夹头的第一卡槽相对应的位置上设有第二卡槽，第一卡槽和第二卡槽围合形成夹持固定管铸件长段和管铸件短段的卡孔。通过一次装夹两个铸件可提高铸件的加工效率。
优选的，夹持工装还包括定位板，定位板与基座可拆卸连接，且定位板上设有与管铸件中间段台阶面适配的压接面。定位板通过压接面压紧管铸件的台阶，具有压平管铸件的作用，使管铸件的台阶面保持水平。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本申请，在进行铸件机加工前，首先将固定顶尖安装于机械的卡盘内，以及将活动顶尖安装于车床主轴的锥孔内，通过调节活动顶尖与固定顶尖之间的距离，将活动顶尖和固定顶尖分别伸入管铸件内，并且活动顶尖和固定顶尖分别对顶管铸件的中间段内孔的端口，达到固定铸件的目的，通过活动顶尖和固定顶尖直接对顶铸件中间段，较对顶管铸件长段和管铸件短段固定管铸件，管铸件中间段的形变小，从而有效的降低在后续进行管铸件中间段的台阶面与台阶孔加工时，由于对顶管铸件两端使管铸件中间段发生形变过大，导致管铸件铣穿，本加工方法，解决了常规的铸件加工，采用两个顶尖分别对顶长段的端口和短段的端口，中间段发生较大的形变，容易导致在中间段机加时发生铣穿情况的问题。
本申请其他有益效果是：
1、齿形槽可增加顶尖与中间段内孔的端口间的摩擦力，避免在加工过程中管铸件相对于顶尖转动，影响管铸件的加工精度。
2、齿形槽沿顶尖锥面的环向均布，使管铸件受力均匀，提高管铸件夹持固定的稳定性。
3、卡爪为软性材料结构件，避免夹持部件与管铸件的夹持部位硬性接触，影响管铸件的短段和长段的表面精度，进而影响后续对中间段加工的夹持精度。
4、将经过精加工的管铸件的长段外圆和短段的外圆作为夹持部位，可提高铸件的夹持定位精度，进而提高，中间段的加工精度。
5、定位板通过压接面压紧管铸件的台阶，具有压平管铸件的作用，使管铸件的台阶面保持水平。
附图说明
图1是本发明顶尖夹持薄壁长管铸件的结构示意图；
图2是机床主轴箱轴向定位管铸件的结构示意图；
图3是夹持部件固定管铸件的结构示意图。
附图标记
1-固定顶尖、2-卡盘、3-活动顶尖、4-管铸件、4a-管铸件长段、4b-管铸件中间段、4c-管铸件短段、4d-第一外圆槽、4e-第二外圆槽、5-齿形槽、6-机床主轴箱、7-固定套、8-机床液压卡盘、9-夹持部件、10-夹持工装、10a-基座、10b-夹头、10c-定位板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如附图1、附图2和附图3所示，薄壁长管铸件4的材料牌号316L，采用熔模铸造而成，其加工部位的单边留量均为0.5mm，管铸件4具有加工精度要求高，壁薄、管长的特点，铸造壁薄管铸件4本身就具有不可控的变形弯曲，并且管壁厚薄不均的特性，只能通过浇注成型后进行热校形，以此达到变形小的目的；基于上述铸造薄壁管管件4本身的缺陷，后续机加的难度大增，管铸件4车序时，中间段的铰孔会切削70%的毛坯，车长段内孔底部会切削40%的毛坯，常规的，采用对顶管铸件长段4a和管组件短段4c的加工方法固定管铸件4，采用这种方法，在加工管铸件中间段4b时，由于夹持导致管铸件中间4b的变形较大，机加工管铸件中间段的台阶面与台阶孔会出现铣穿或壁厚不均的问题，加工的废品率高达90%，因此，在进行铸件机加工前，首先将固定顶尖安装于机械的卡盘内，以及将活动顶尖安装于车床主轴的锥孔内，通过调节活动顶尖与固定顶尖之间的距离，将活动顶尖和固定顶尖分别伸入管铸件内，并且活动顶尖和固定顶尖分别对顶管铸件的中间段内孔的端口，达到固定铸件的目的，通过活动顶尖和固定顶尖直接对顶铸件的中间段，直接通过对顶管铸件中间段4b，较对顶管铸件长段4a和管铸件短段4c，减少对顶管铸件4的长度，从而使管铸件中间段4b的形变小，有效的降低在后续进行管铸件中间段4b的台阶面与台阶孔加工时，由于形变大导致铣穿的概率，本加工方法，解决了常规的铸件的长段和短段的外圆加工，采用两个顶尖分别对顶管铸件长段4a的端口和管铸件短段4c的端口，管铸件中间段4b发生较大的形变，容易导致在管铸件中间段4b机加时发生铣穿情况的问题。
活动顶尖3和固定顶尖1的顶尖锥面上均设有若干齿形槽，齿形槽可增加顶尖与管铸件中间段4b内孔的端口间的摩擦力，避免在加工过程中管铸件4相对于顶尖转动，影响管铸件4的加工精度，齿形槽沿顶尖锥面的环向均布，使管铸件4各个部位受顶尖作用力均匀，提高管铸件4夹持固定的稳定性。
在机床主轴箱6的锥孔内设置固定套7，在固定套7内开有限位孔，通过管铸件长段4a卡装于限位孔内用于机加工管铸件短段4c外圆的轴向定位或管铸件短段4c卡装于限位孔内用于机加工管铸件长段4a的轴向定位，在机床液压卡盘8的外侧设置夹持部件9，夹持部件9的卡爪为软性材质结构件，通过夹持部件9的卡爪固定管铸件短段4c或管铸件长段4a，避免夹持部件9与管铸件4的夹持部位硬性接触，影响管铸件短段4c和管铸件长段4a的表面精度，进而影响后续对管铸件中间段4b加工精度，将经过精加工的管铸件长段4a外圆和管铸件短段4c的外圆作为夹持部位，可提高管铸件4的夹持定位精度，进而提高管铸件中间段4b的加工精度。
夹持工装10还包括定位板10c，在定位板10c上设有与管铸件中间段4b适配的压接面，定位板10c通过压接面与管铸件4的台阶面贴合，定位板10c与基座10a采用螺栓可拆卸连接，通过紧固螺栓，使定位板10c压平管铸件4，使管铸件4的台阶面保持水平。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种薄壁长管铸件加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1）顶尖安装，将固定顶尖（1）安装于机床的卡盘（2）内，活动顶尖（3）安装于车床主轴的锥孔内；
步骤2）管铸件装夹固定，固定顶尖（1）和活动顶尖（3）分别沿管铸件（4）两端的管口伸入管铸件（4）内，且固定顶尖（1）和活动顶尖（3）分别对顶管铸件中间段（4b）内孔的端口达到夹持固定管铸件（4）的要求；
步骤3）分别机加工管铸件长段（4a）的外圆和管铸件短段（4c）的外圆达工艺要求；
步骤4）分别机加工管铸件长段（4a）的内孔和管铸件短段（4c）的内孔达工艺要求；
步骤5）分别机加工管铸件长段（4a）与管铸件中间段（4b）之间的第一外圆槽（4d）和管铸件短段（4c）与管铸件中间段（4b）之间的第二外圆槽（4e）达工艺要求；
步骤6）分别机加工管铸件中间段（4b）的台阶面与台阶孔达工艺要求，步骤6）中，采用夹持工装（10）固定管铸件长段（4a）和管铸件短段（4c），并铣管铸件中间段（4b）的台阶面与台阶孔达工艺要求，夹持工装（10）包括基座（10a）和两个夹头（10b），两个夹头（10b）在基座（10a）上相对设置，且两个夹头（10b）与基座（10a）配合分别用于固定管铸件长段（4a）和管铸件短段（4c），每一夹头（10b）上均设有至少两个第一卡槽，基座（10a）与夹头（10b）的第一卡槽相对应的位置上设有第二卡槽，第一卡槽和第二卡槽围合形成夹持固定管铸件长段（4a）和管铸件短段（4c）的卡孔，夹持工装（10）还包括定位板（10c），定位板（10c）与基座（10a）可拆卸连接，且定位板（10c）上设有与管铸件中间段（4b）台阶面适配的压接面。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁长管铸件加工方法，其特征在于：步骤1）中，固定顶尖（1）和活动顶尖（3）的顶尖锥面上均设有若干齿形槽（5）。
3.根据权利要求2所述的一种薄壁长管铸件加工方法，其特征在于：齿形槽（5）沿顶尖锥面的环向均布。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁长管铸件加工方法，其特征在于：步骤4）中，在机床主轴箱（6）的锥孔内设置固定套（7），在固定套（7）内开有限位孔，管铸件长段（4a）卡装于限位孔内用于机加工管铸件短段（4c）外圆的轴向定位或管铸件短段（4c）卡装于限位孔内用于机加工管铸件长段（4a）的轴向定位。
5.根据权利要求4所述的一种薄壁长管铸件加工方法，其特征在于：步骤4）中，在机床液压卡盘（8）的外侧设置夹持部件（9），夹持部件（9）的卡爪为软性材质结构件，通过夹持部件（9）的卡爪固定管铸件短段（4c）或管铸件长段（4a）。
6.根据权利要求1所述的一种薄壁长管铸件加工方法，其特征在于：步骤5）中，首先采用固定顶尖（1）和活动顶尖（3）沿分别沿管铸件（4）两端的管口伸入管铸件（4）内，且活动顶尖（3）和固定顶尖（1）分别对顶管铸件中间段（4b）内孔的端口达到夹持固定管铸件（4）的要求，再分别机加工第一外圆槽（4d）和第二外圆槽（4e）达工艺要求。
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