CN113927654A - 一种异型薄壁尼龙件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异型薄壁尼龙件的加工方法，包括以下步骤：选择尺寸大于待加工异型薄壁尼龙件的加工用毛坯料；在毛坯料内部加工待加工异型薄壁尼龙件的半成品轮廓，形成与毛坯料边连为一体的半成品，该半成品轮廓与毛坯料边之间形成型槽；在半成品的型槽内部注入液态石蜡；待石蜡与型槽凝固为一体后，此时，半成品与石蜡形成一体式凝固体，根据待加工异型薄壁尼龙件形状要求加工成型轮廓，在凝固体内部成型异型薄壁尼龙件成品；将带有凝固体的异型薄壁尼龙件成品放入到加热容器内部加热，使石蜡熔化；将异型薄壁尼龙件从加热容器中取出，最终制得异型薄壁尼龙件。减少了加工和装夹产生的变形，保证了加工后的各项尺寸和形位公差的精度。

Description

一种异型薄壁尼龙件的加工方法

技术领域

本发明涉及异型薄壁型尼龙件的制造领域，尤其是一种对异型薄壁型精密尼龙件进行加工的方法。

背景技术

尼龙材料是工程塑料中品种最多、用途最广泛的品种，广泛应用于医疗、航空、电子设备、机械设备、半导体设备、汽车制造等领域。应用中经常需要用到一些异型薄壁型高精度的尼龙零件，由于这类零件的结构及材料特性造成零件的强度较差，在加工过程中极易产生加工变形和装夹变形，从而影响零件的尺寸精度。

现有的加工装夹方法一般采用专用的仿形工装夹紧或压紧加工，夹紧时加工过程中尺寸精度是合格的，由于加工时是夹紧状态加工的，松开后产品变形严重，零件变形后的尺寸和形位公差超差严重。

例如中国专利文献（公告日：2014年10月29日，公告号：CN 203900591U）公开了一种异形薄壁尼龙件加工中的防崩裂装置，包括T形槽工作台、夹具体，夹具体通过T形槽工作台上的第一螺栓、第一螺母及第一垫块、第一压板固定在T形槽工作台上，夹具体上有与工件外形匹配的工件定位槽；设与夹具体上工件定位槽对应的衬块，衬块包括矩形夹持腔，与工件内腔匹配的支撑面，衬块通过T形槽工作台上的第二螺栓、第二螺母及第二垫块、第二压板固定在T形槽工作台上，第二压板压在衬块的矩形夹持腔的壁上。

上述技术方案是将夹具体与定位件合二为一，优化定位装夹方式，最大限度地简化结构，将通常的线接触装夹方式改为面接触装夹方式，增大了接触面积，控制了装夹变形，减少了加工变形，从而防止了异形薄壁尼龙边角在加工中的崩裂现象。但是该技术仍然不能够避免产品在加工松开后的产品变形。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有异型薄壁尼龙件加工变形和装夹变形严重，导致产品精度差等问题，而提供一种能够用现有的装夹工具装夹，在现有的数据加工中心加工，能够有效避免产品加工变形和装夹变形，保证高加工精度的异型薄壁尼龙零件的加工方法。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种异型薄壁尼龙件的加工方法包括以下步骤：

步骤1：选择尺寸大于待加工异型薄壁尼龙件的加工用毛坯料；

步骤2: 在步骤1中的毛坯料内部加工待加工异型薄壁尼龙件的半成品轮廓，形成与毛坯料边连为一体的半成品，该半成品轮廓与毛坯料边之间形成型槽；

步骤3：在步骤2的半成品的型槽内部注入石蜡；

步骤4：待石蜡与型槽凝固为一体后，半成品与石蜡形成一体式凝固体，根据待加工异型薄壁尼龙件形状要求加工成型轮廓，在凝固体内部成型异型薄壁尼龙件成品；

步骤5：将步骤4中带有凝固体的异型薄壁尼龙件成品放入到加热容器内部加热，使石蜡熔化；

步骤6：将异型薄壁尼龙件从加热容器中取出，最终制得异型薄壁尼龙件。

该异型薄壁尼龙件的加工方法，针对现有技术中存在的装夹和加工易变形的问题，利用石蜡的熔点低，易熔化和凝固的特性，以及与尼龙件之间能够凝固为一体的特性，首先选取整体尺寸大于待加工的异型薄壁尼龙件尺寸的毛坯料，将毛坯料固定在装夹夹具上通过数据加工中心在毛坯料内部加工待加工成型的异型薄壁尼龙件的半成品轮廓，该半成品轮廓一般选择相对复杂的较难加工的轮廓作为半成品轮廓，这样能够更好的提升加工精度，半成品轮廓加工完成后，该半成品与毛坯料边是连为一体的，之所以可以连为一体即是为了在半成品轮廓与毛坯料边之间形成凹槽，即型槽，以方便在型槽内部填充能够与尼龙件凝固为一体的石蜡，使液体石蜡在固化过程中将半成品与毛坯料边连接为一体，从而形成实心的装夹体，装夹时，只需要夹紧毛坯料边即可实现后继的加工，而且加工过程中不会产生变形，完成后也不会产生装夹变形。待石蜡与型槽凝固为一体后，半成品型槽处变为实心，提高强度，然后将带有半成品的毛坯料翻面，安装到装夹工具上，从而减少了夹紧力产生的变形。保证了该异型薄壁精密尼龙件加工后的各项尺寸和形位公差的精度。利用数控加工中心，根据待成型的异型薄壁尼龙件形状要求加工成型轮廓，也即待成型的异型薄壁尼龙件未加工的部位，在坯料料边与石蜡形成的凝固体内部成型待加工的异型薄壁尼龙件成品，此时，该异型薄壁尼龙件成品完全处于凝固体内部，装夹夹具夹紧的是毛坯料边，这样在将成品从装夹夹具上拆卸后，异型薄壁尼龙件成品与毛坯料及凝固体仍处于一体式结构，成品不会变形，保证了加工精度，实现了高精度的加工。最后将异型薄壁尼龙件成品与毛坯料及凝固体放入加热容器中加热，使石蜡熔化，将异型薄壁尼龙件成品取出，即可完成整个异型薄壁尼龙件成品的加工。操作极其方便，整体加工都是在实心结构状态下完成，不会产生加工变形，装夹部位为毛坯料边，与产品不产生接触，不会产生装夹变形等现象。极大的提高了加工精度，无需要设计专门的装夹夹具，不需要改变现有的数控加工中心，使得异型薄壁尼龙件加工更加方便简单，同时，极大的降低了加工成本。

作为优选，步骤2中的半成品轮廓为待成型的异型薄壁尼龙件外部轮廓或内部轮廓。半成品轮廓可以是待成型的异型薄壁尼龙件外部轮廓，也可以是待成型的异型薄壁尼龙件内部轮廓，通常情况下，优先选择难加工的轮廓作为第一次加工的半成品轮廓，这样能够更好的提升加工精度。

作为优选，所述的石蜡为天然石蜡或人造石蜡。石蜡可以是天然石蜡也可以选择人造石蜡，主要是利用石蜡的熔点低，无臭无味，同时在凝固过程中能够与尼龙件凝结为一体的特性，方便液态化和凝固，也方便在后继的加热过程中能够控制在有效的加热温度，保证在加热过程不会对尼龙件造成影响，而且石蜡成本低，能够反复回收利用，无污染。

作为优选，步骤4中的成型轮廓为半成品的内部轮廓或外部轮廓。成型轮廓通过是第二次加工的轮廓，也就是最后成型的轮廓，在前述步骤中若选择是外部轮廓作为半成品轮廓，则成型轮廓则为内部轮廓，若前述步骤中选择的是内部轮廓作为半成品轮廓，则成型轮廓则为外部轮廓，具体如何选择，根据待加工的异型薄壁尼龙件形状而定，不同的结构形状其选择的半成品轮廓和成型轮廓各不相同，以最大限度的保证加工精度为前提。

作为优选，步骤4中石蜡与型槽凝固为自然凝固。采用自然凝固，由于石蜡的熔点低，自然状态下极易凝固，在批量加工过程中，可以通过先后顺序实现上一批加工，下一批凝固的方式，实现流水式作业，不会造成时间上的浪费，也不需要额外的凝固装置进行凝固，操作方便快捷，成本低。

作为优选，步骤5中的加热容器内部注有加热液体。加热容器中优选采用开水加热，只需要将开水加热到使石蜡熔化即可将异型薄壁尼龙件取出，完成加工。

作为优选，异型薄壁尼龙件在数控加工中心加工成型。该异型薄壁尼龙件的加工不需要额外设置装夹夹具和改变加工设备，完成可以在现有的铣、车等数控加工中心即可完成加工。

本发明的有益效果是：该异型薄壁精密尼龙件的加工方法，在工件第一序加工后，将熔化的石蜡灌入到半成品尼龙零件已切削的型槽中，待石蜡凝固后跟尼龙件半成品粘结一体后，石蜡填充后尼龙件半成品变为实心，提高强度，从而减少了夹紧力产生的变形，保证了该异型薄壁精密尼龙件加工后的各项尺寸和形位公差的精度。而且操作极其方便，整体加工都是在实心结构状态下完成，不会产生加工变形，装夹部位为毛坯料边，与产品不产生接触，不会产生装夹变形等现象。极大的提高了加工精度，无需要设计专门的装夹夹具，不需要改变现有的数控加工中心，使得异型薄壁尼龙件加工更加方便简单，同时，极大的降低了加工成本。

附图说明

图1A是本发明异型薄壁尼龙件的一种结构示意图；

图1B是本发明异型薄壁尼龙件的一种俯视结构图；

图2A是本发明加工异型薄壁尼龙件用的毛坯料的一种结构示意图；

图2B是本发明加工异型薄壁尼龙件用的毛坯料的一种仰视图；

图3A是本发明异型薄壁尼龙件第一序加工后的半成品的结构示意图；

图3B是本发明异型薄壁尼龙件第一序加工后的半成品的俯视图；

图3C是本发明异型薄壁尼龙件第一序加工后的半成品型槽内部石蜡与半成品凝固为一体的结构示意图；

图3D是本发明异型薄壁尼龙件第一序加工后的半成品型槽内部石蜡与半成品凝固为一体的俯视图；

图4A是本发明石蜡凝固后与尼龙件半产品粘结在一起翻面待加工的示意图；

图4B是本发明石蜡凝固后与尼龙件半产品粘结在一起翻面待加工的俯视图；

图5A是本发明石蜡凝固后与尼龙件半产品粘结在一起翻面加工成型后的一种结构示意图；

图5B是本发明石蜡凝固后与尼龙件半产品粘结在一起翻面加工成型后的俯视图；

图中：1、毛坯料，2、半成品轮廓，3、毛坯料边，4、半成品，5、型槽，6、石蜡，7、成型轮廓，8、凝固体，9、异型薄壁尼龙件成品，10、异型薄壁尼龙件。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明各个方面进行详细描述。

实施例1：

在图 1A、图1B所示的实施例中，一种异型薄壁尼龙件，该异型薄壁尼龙件10为一近似不规则椭圆形的薄壁凹槽件，该薄壁精密尼龙件长为100mm、宽为68mm，且壁厚2mm，轮廓度要求0.05，且尺寸精度要求较高；因此，对于该异型薄壁尼龙件的加工方法，选择其外形轮廓作为半成品轮廓，固定方法需要先在第一序加工好半成吕轮廓后的半成品与毛坯料边之间的型槽内部填充液态石蜡，待液态石蜡与半成品凝固为一体后，用装夹夹具夹紧毛坯料边再进行后继加工，从而提高零件强度，大幅减少装夹固定时应夹紧力造成的变形。具体加工方法如下：

步骤1：选择尺寸大于待加工异型薄壁尼龙件的加工用毛坯料1，即选择如图2A、图2B所示的长118mm、宽118mm的尼龙块毛坯料；

步骤2：如图3A、3B所示，在步骤1中的毛坯料1内部加工待成型的异型薄壁尼龙件的半成品轮廓2，形成与毛坯料边3连为一体的半成品4，该半成品轮廓2与毛坯料边3之间形成型槽5；

步骤3：使用加热容器将石蜡块熔化成液态石蜡，将熔化后的液态石蜡倒入步骤2的半成品的型槽5内部；石蜡在47°C-64°C熔化，加热熔体极其方便，而且没有异味，无污染；

步骤4：如图3C、图3D所示，待石蜡6与型槽凝固为一体后，此时，液态石蜡形成固态石蜡，半成品4与固态石蜡形成一体式凝固体8，根据待加工异型薄壁尼龙件形状要求加工成型轮廓7，在凝固体8内部成型异型薄壁尼龙件成品9；

如图4A、图4B所示，将石蜡6与带毛坯料边3的半成品4为一体的半成品尼龙件翻面，通过装夹夹具夹住毛坯料边3，在数控加工中心，根据待成型的异型薄壁尼龙件形状要求加工成型轮廓7；如图5A、5B所示，在坯料料边与石蜡形成的凝固体8内部成型待加工的异型薄壁尼龙件成品9；

步骤5：将步骤4中带有凝固体8的异型薄壁尼龙件成品9放入到加热容器内部加热，使石蜡6熔化；

步骤6：将异型薄壁尼龙件成品9从加热容器中取出，最终制得如图1、图2所示的异型薄壁尼龙件。

该异型薄壁尼龙件的加工方法，根据此零件的结构，在工件第一序加工后，将熔化的石蜡灌入到半成品尼龙零件已切削的型槽中，待石蜡凝固后跟尼龙零件粘结一体后。石蜡填充后尼龙件变为实心，提高强度，从而减少了夹紧力产生的变形。最终保证了此异型薄壁精密尼龙件加工后的各项尺寸和形位公差的精度。克服了异型薄壁精密尼龙件加工一直以来存在的重大加工技术难题。解决了半导体设备制造过程的难题，有效提高了异型薄壁尼龙件的精度。

该异型薄壁尼龙件的加工方法，针对现有技术中存在的装夹和加工易变形的问题，利用石蜡的熔点低，易熔化和凝固的特性，以及与尼龙件之间能够凝固为一体的特性，首先选取整体尺寸大于待加工的异型薄壁尼龙件尺寸的毛坯料，将毛坯料固定在装夹夹具上通过数据加工中心在毛坯料内部加工待加工成型的异型薄壁尼龙件的半成品轮廓，该半成品轮廓一般选择相对复杂的较难加工的轮廓作为半成品轮廓，这样能够更好的提升加工精度，半成品轮廓加工完成后，该半成品与毛坯料边是连为一体的，只所以可以连为一体即是为了在半成品轮廓与毛坯料边之间形成凹槽，即型槽，以方便在型槽内部填充石蜡，使石蜡在固化过程中将半成品与毛坯料边连接为一体，从而形成实心的装夹体，装夹时，只需要夹紧毛坯料边即可实现后继的加工，而且加工过程中不会产生变形，完成后也不会产生装夹变形。待石蜡与型槽凝固为一体后，半成品型槽处变为实心，提高强度，然后将带有半成品的毛坯料翻面，安装到装夹工具上，从而减少了夹紧力产生的变形。保证了该异型薄壁精密尼龙件加工后的各项尺寸和形位公差的精度。利用数控加工中心，根据待成型的异型薄壁尼龙件形状要求加工成型轮廓，也即待成型的异型薄壁尼龙件未加工的部位，在坯料料边与石蜡形成的凝固体内部成型待加工的异型薄壁尼龙件成品，此时，该异型薄壁尼龙件成品完全处于凝固体内部，装夹夹具夹紧的是毛坯料边，这样在将成品从装夹夹具上拆卸后，异型薄壁尼龙件成品与毛坯料及凝固体仍处于一体式结构，成品不会变形，保证了加工精度，实现了高精度的加工。最后将异型薄壁尼龙件成品与毛坯料及凝固体放入加热容器中加热，使石蜡熔化，将异型薄壁尼龙件成品取出，即可完成整个异型薄壁尼龙件成品的加工。操作极其方便，整体加工都是在实心结构状态下完成，不会产生加工变形，装夹部位为毛坯料边，与产品不产生接触，不会产生装夹变形等现象。极大的提高了加工精度，无需要设计专门的装夹夹具，不需要改变现有的数控加工中心，使得异型薄壁尼龙件加工更加方便简单，同时，极大的降低了加工成本。

该异型薄壁尼龙件的加工方法中采用的石蜡只是本申请的一种最优的选择，石蜡还可以是用其他的低熔点且能够与尼龙件凝固在一起的其它烃类混合物替代，只要能够实现液态填充，固化后能够与尼龙件凝固为一体，以实现加工不变形，装夹不变形的目的即可。

应当指出，上述描述了本发明的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明范围的前提下本发明还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明的范围内。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，在本申请的技术方案的基础上所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种异型薄壁尼龙件的加工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：选择尺寸大于待加工异型薄壁尼龙件的加工用毛坯料（1）；

步骤2: 在步骤1中的毛坯料（1）内部加工待加工异型薄壁尼龙件的半成品轮廓（2），形成与毛坯料边（3）连为一体的半成品（4），该半成品轮廓（2）与毛坯料边（3）之间形成型槽（5）；

步骤3：在步骤2的半成品的型槽（5）内部注入石蜡；

步骤4：待石蜡与型槽（5）凝固为一体后，半成品与石蜡形成一体式凝固体（8），根据待加工异型薄壁尼龙件形状要求加工成型轮廓（7），在凝固体（8）内部成型异型薄壁尼龙件成品（9）；

步骤5：将步骤4中带有凝固体（8）的异型薄壁尼龙件成品（9）放入到加热容器内部加热，使石蜡熔化；

步骤6：将异型薄壁尼龙件成品（9）从加热容器中取出，最终制得异型薄壁尼龙件（10）。

2.根据权利要求1所述的一种异型薄壁尼龙件的加工方法，其特征在于：步骤2中的半成品轮廓（2）为待成型的异型薄壁尼龙件外部轮廓或内部轮廓。

3.根据权利要求1所述的一种异型薄壁尼龙件的加工方法，其特征在于：所述的石蜡为天然石蜡或人造石蜡。

4.根据权利要求1所述的一种异型薄壁尼龙件的加工方法，其特征在于：步骤4中的成型轮廓（7）为半成品的内部轮廓或外部轮廓。

5.根据权利要求1所述的一种异型薄壁尼龙件的加工方法，其特征在于：步骤4中石蜡与型槽凝固采用自然凝固。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种异型薄壁尼龙件的加工方法，其特征在于：步骤5中的加热容器内部注有加热液体。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的一种异型薄壁尼龙件的加工方法，其特征在于：所述的异型薄壁尼龙件在数控加工中心加工成型。

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