CN115837562A - 一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法，属于机械加工技术领域；在加工工件时，先在的工件的前后侧面上边缘加工出定位台阶，通过平口钳夹紧定位台阶，同时外螺纹胎具螺入工件内部将工件固定，然后铣削弱薄壁环的外形，接着将工件上下倒置，通过外螺纹胎具以及两个夹持块体来对工件进行固定，对工件的双侧轴向强支耳外径进行铣削，最后将工件再次上下倒置，通过工装三对工件进行装夹，铣削双侧轴向强支耳的外侧台阶；解决了弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合类构件作为弱刚性体加工失稳难以控制问题，达到了弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合弱刚性体类构件稳态成形的目标。

Description

一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法。

背景技术

如图1~5所示，弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构包括一个弱薄壁环1以及双侧的两个轴向强支耳2。弱薄壁环1为两端开口的圆筒状结构，弱薄壁环1的上下两端保持开放。两个轴向强支耳2对称设置于弱薄壁环1外侧面的左右两侧，并且靠近弱薄壁环1的前侧。两个轴向强支耳2为方形柱状结构，下端面与弱薄壁环1下端面相平齐，上端面超出于弱薄壁环1的上端面。两个轴向强支耳2的前侧面为沿着左右方向的竖直面，弱薄壁环1的前侧边缘向前超出至轴向强支耳2的前侧面而形成一个前侧突出部3。两个轴向强支耳2的后侧面与弱薄壁环1的外侧面分别通过第一过渡圆弧面4相连接，第一过渡圆弧面4的高度与轴向强支耳2的高度相等。两个轴向强支耳2相互靠近的内侧面与弱薄壁环1的上端面分别通过第二过渡圆弧面5相连接，第二过渡圆弧面5向前延伸至轴向强支耳2的前侧面处，向后延伸至第一过渡圆弧面4的后边缘处。两个轴向强支耳2相互远离的外侧面下端分别设置有一个向外突出的台阶6，台阶6与轴向强支耳2的前后端面相平齐，台阶6的前侧面下边缘设置有一个斜面，斜面延伸至轴向强支耳2的下端。在两个轴向强支耳2的左右两侧外侧面上分别设置有一个圆孔7，圆孔7分别包括内孔以及外孔，内孔的孔径小于外孔的孔径，内孔内部设置有内螺纹。

通过现有的加工技术对上述复合结构进行加工时，对于两侧的轴承强支耳上下两部分分别是在铣削双侧轴向强支耳的外形以及铣削弱薄壁环外形两个工步中成形的，由于两个工步的工艺基准不重合，导致双侧的两个轴向强支耳在上下两部分的交界处出现明显的接刀痕迹。同时由于弱薄壁环的环体中部壁厚为2mm，刚度明显不足，在加工弱薄壁环的外形时，中部容易失稳，会产生明显的振纹。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法；解决目前加工方法加工弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构时容易产生接刀痕迹以及振纹的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法，包括下述步骤：

S1粗加工内外形

将棒料毛坯进行装夹，粗铣镗内外形，单边均留余量（3-4）mm；

S2热处理

对S1的坯料进行调质处理，力学性能满足要求；

S3精车内形

四爪装夹坯料外圆，找正内外圆，对S2中的坯料下端面以及内圆进行精车，在工件（8）的内圆内部车出内螺纹以及内螺纹中部的退刀槽；

S4精铣外形

S4.1铣外形定位基准

S4.1.1 将步骤S3加工后的工件通过工装一进行夹紧固定;

S4.1.2 用φ16mm或φ12mm合金铣刀，在工件的前侧面上边缘以及后侧面上边缘分别对称加工出两个相同的定位台阶，定位台阶高度为20mm，铣刀转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±100）mm/min，切削深度为10mm，分两次加工出20mm的定位台阶13高度；

S4.2铣弱薄壁环外形

S4.2.1 将工件倒置，通过平口钳来装夹工件的两个定位台阶，从而将工件紧固;

S4.2.2用聚四氟乙烯或尼龙垫圈嵌入工件内螺纹退刀槽内，将外螺纹胎具旋入工件的内螺纹中;

S4.2.3用φ6mm合金钻头，加工双侧轴向强支耳的第一过渡圆弧面，转速为（2600±200）r/min，进给量为（100±20）mm/min，切削深度为1.5mm，分多次加工成总深度；

S4.2.4用φ20mm高速铣刀，加工弱薄壁环外形，径向留精加工余量为0.3mm，转速为（3000±200）r/min；进给量为（1000±100）mm/min，所铣削的是两个轴向强支耳的两个外侧面、两个轴向强支耳的后侧面、弱薄壁环的前侧突出部的外侧小圆弧面；进给量为（800±50）mm/min，所铣削的是弱薄壁环后侧外部的大圆弧面；进给量为（600±50）mm/min，所铣削的是两侧轴向强支耳的前侧面，切削深度2mm，分多次加工成总深度;

S4.2.5 用φ16mm合金铣刀，精加工两侧轴向强支耳的前侧面以及弱薄壁环的前侧突出部的外侧小圆弧面，转速为（3000±200）r/min，进给量为（350±100）mm/min，切削深度36mm;

S4.2.6 用φ10mm合金铣刀，精加工两侧轴向强支耳的外侧面、两侧轴向强支耳的后侧面、弱薄壁环的后侧外部大圆弧面，转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min，切削深度18mm，分多次加工成总深度；

S4.3铣双侧轴向强支耳（2）的外形

S4.3.1 将工件再次上下倒置，用外螺纹胎具旋入工件的内螺纹孔中;

S4.3.2 通过工装二的两个夹持块体对工件进行夹紧;

S4.3.3 用φ50mm盘铣刀，粗加工去除主体余量，将弱薄壁环轴向上的余量去除，转速为（1100±150）r/min，进给量为（600±100）mm/min，切削深度为2mm，分多次加工成总深度;

S4.3.4 用φ20mm高速铣刀，粗加工双侧轴向强支耳外形，径向留精加工余量0.3mm，转速为（3000±200）r/min，进给量为（1100±100）mm/min，切削深度为1mm，分多次加工成总深度;

S4.3.5 用φ16mm合金铣刀，精加工双侧轴向强支耳的外形，转速为（2200±200）r/min，进给量为（500±100）mm/min，切削深度为25mm；

S4.4铣双侧轴向强支耳的外侧台阶

S4.4.1通过工装三对工件进行装夹;

S4.4.2 在工件的弱薄壁环内圆内部压入涨环，用寻边器找正涨环的内圆;

S4.4.3 用φ16mm硬质合金铣刀，加工双侧轴向强支耳左右两侧外侧面的台阶，台阶高度留余量0.3mm；转速为（3500±150）r/min，进给量为（400±50）mm/min，切削深度为2mm，分多次加工成总深度;

S4.4.4 用φ10mm硬质合金铣刀，精加工台阶以及台阶下端的斜面，转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min;

S4.4.5 用φ5mm合金钻头，粗加工双侧轴向强支耳两侧外侧面上的圆孔的外孔，转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min，加工到总深度;

S4.4.6 用φ3.3mm合金钻头，粗加工双侧轴向强支耳两侧外侧面上的圆孔的内孔，转速为（5000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min，为切削深度3mm，分多次加工成总深度;

S4.4.7 用φ4mm合金铣刀，精加工外孔，转速为（3000±200）r/min，进给量为（60±20）mm/min，切削深度为2mm，分多次加工成总深度;

S4.4.8 用M4mm硬质合金丝锥，对双侧轴向强支耳两侧外侧面上的圆孔的内孔进行攻螺纹，转速为（700±100）r/min，进给量为（490±20）mm/min，加工到总深度；

S5工件镀镍处理；

S6非配合面涂漆处理，配合面遮蔽防护；

S7去除多余物。

进一步的，步骤S4.1中的工装一包括一个底座、一根定位柱、一根锁紧螺杆、一个压板、一个锁紧锁母，定位柱固定设置于底座的上端，锁紧螺杆固定设置于定位柱的上端面并且锁紧螺杆与定位柱同轴设置，压板套接于锁紧螺杆上，锁紧螺母螺接于锁紧螺杆的上端，使用工装一时，将工装一装夹在平口钳上，通过百分表来找平工装一的底座平面，使得平面度不大于0.01mm，然后将工装一紧固，将压板和锁紧螺母拆下，将步骤S3中的工件套接工装一的锁紧螺杆外侧，使得工件精车过后的下端面与工装一的底座上端面相平齐，工件的内螺纹与工装一的定位柱外侧面相贴紧，然后将压板套接在锁紧螺杆上，将锁紧螺母与锁紧螺杆相螺接，通过锁紧螺母将压板进行固定，使得压板压紧工件的上端面。

进一步的，在步骤S4.3中的工装二包括两个夹持块体，第一夹持块体的内侧面设置有一个圆弧槽，第二夹持块体的内侧面设置有一个方形槽，外螺纹胎具位于两个夹持块体之间，两个夹持块体分别对工件的下半段两侧进行夹持，圆弧槽与弱薄壁环的外侧大圆弧面相紧密贴合，弱薄壁环的前侧突出部位于方形槽内部，方形槽两侧的平面与两侧轴向强支耳的前侧面紧密贴合。

进一步的，在步骤S4.4中的工装三，工装三包括一个基座、一个定位圆柱、两个夹紧板、两根螺杆、两个螺母，两根螺杆竖直设置并且固定于基座的上端，定位圆柱固定于两根螺杆之间，每根螺杆上分别套接有一个夹紧板，两个夹紧板相互靠近的一端侧面上设置有一个圆弧槽，圆弧槽的上端设置有一个突出的圆弧板，夹紧板上侧的螺杆上螺接有一个螺母，夹紧时，将工件的下端面与基座的上端面相贴合，将定位圆柱与工件的内螺纹孔紧密贴合，两个夹紧板的圆弧槽分别与弱薄壁环的前后两侧圆弧面留有间隙，两个圆弧板分别与弱薄壁环的上端面紧密贴合，通过螺母将夹紧板拧紧固定，从而将工件进行轴向夹紧固定。

进一步的，在步骤S7中，去除双侧轴向强支耳两侧外侧面上的圆孔内及工件其余各处多余物，在双侧轴向强支耳两侧外侧面上的圆孔内涂润滑脂防护。

更进一步的，在步骤S4.2中，所加工的区域为弱薄壁环高度所对应的弱薄壁环的外侧面以及两侧轴向强支耳的外侧面。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

1）弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合弱刚性体类构件工艺基准精确转换

采用弱薄壁环与轴向强支耳复合弱刚性体类构件工艺基准“内孔-端面-外形”转换控制方法，建立外形定位基准，实现了工艺基准转换误差最小化目的，消除了双侧轴向强支耳左右两侧外侧面以及后侧面中部的接刀痕迹缺陷。

发明了弱薄壁环与轴向强支耳复合弱刚性体类构件工艺基准精确转换方法，攻破了弱薄壁环与轴向强支耳复合弱刚性体类构件工艺基准“内孔-端面-外形”转换误差大问题，达到了薄壁环与支耳复合弱刚性体类构件工艺基准转换误差最小化的水平。

2）弱薄壁环与轴向强支耳复合弱刚性体类构件稳态加工控制

采用工件刚度渐次退减加工方法，逐工步、逐走刀配合，依次递减工件整体刚度，实现了工件刚度整体匹配的目的，防止了工件加工过程中局部失稳；采用刚度补强与阻尼吸振复合方法，增强了弱薄壁环内圆刚度及中部阻尼吸振能力，为工件稳态切削提供了加工基础；采用面积及刚度最大化装夹方法，达到了稳固且无变形夹紧弱刚性体的目的，为工件稳态切削提供了装夹条件。在以上措施的综合作用下，实现了弱薄壁环与轴向强支耳复合弱刚性体类构件稳态加工控制，消除了弱薄壁环在其后侧外部大圆弧面中部的振纹缺陷。

本发明研制了薄壁环与支耳复合弱刚性体类构件稳态加工控制方法，解决了薄壁环与支耳复合类构件作为弱刚性体加工失稳难以控制问题，达到了薄壁环与支耳复合弱刚性体类构件稳态成形的目标。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

图1是弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构的立体示意图一；

图2是弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构的立体示意图二；

图3是弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构的立体示意图三；

图4是弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构的俯视图；

图5是图4中的A-A剖视图；

图6是工装一的结构示意图；

图7是工装一夹持工件时的结构示意图；

图8是步骤S1加工后的工件示意图；

图9是步骤S4.1的示意图一；

图10是步骤S4.1的示意图二；

图11是步骤S4.2的装夹示意图；

图12是步骤S4.2加工后的工件示意图；

图13是工装二的结构示意图；

图14是步骤S4.3的装夹示意图一；

图15是步骤S4.3的装夹示意图二；

图16是步骤S4.3加工后的工件示意图；

图17是步骤S4.3加工后工件的结构示意图；

图18是工装三的结构示意图；

图19是步骤S4.4的装夹示意图；

图20是步骤S4.4加工后的工件示意图；

图21为整个加工方法的流程图；

其中，1为弱薄壁环、2为轴向强支耳、3为前侧突出部、4为第一过渡圆弧面、5为第二过渡圆弧面、6为台阶、7为圆孔、8为工件、9为底座、10为定位柱、11为锁紧螺杆、12为压板、13为定位台阶、14为平口钳、15为第一夹持块体、16为第二夹持块体、17为外螺纹胎具、18为基座、19为夹紧板、20为定位圆柱。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图6—20所示，本发明提供了一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法，整体流程如图21所示，主要包括下述步骤：

S1、粗加工内外形

采用一根圆柱形的棒料毛坯，将棒料毛坯进行装夹，粗铣镗内外形，单边均留余量（3-4）mm。

加工后的外形如图8所示，工件8的前侧面为一个左右向的大竖直平面，工件8的后侧面为一个左右向的小竖直平面，工件8的左右两侧侧面为对称设置的、前后向的竖直平面，工件8的后侧面与左右两侧侧面之间为一个大圆弧面，前侧面与左右两侧侧面之间分别为一个小圆弧面。在工件8的轴线处加工出一个内圆。

、热处理

对步骤一的坯料进行调质处理，力学性能满足要求。

、精车内形

通过四爪装夹坯料外圆，找正内外圆，对坯料的下端面以及内圆进行精车。在工件8的内圆内部车出内螺纹以及内螺纹中部的退刀槽。

、精铣外形

S4.1铣外形定位基准

S4.1.1

首先采用如图6所示的工装一，工装一包括一个底座9、一根定位柱10、一根锁紧螺杆11、一个压板12、一个锁紧锁母，定位柱10固定设置于底座9的上端，锁紧螺杆11固定设置于定位柱10的上端面并且锁紧螺杆11与定位柱10同轴设置，压板12套接于锁紧螺杆11上，锁紧螺母螺接于锁紧螺杆11的上端。

使用工装一时，将工装一装夹在平口钳上，通过百分表来找平工装一的底座9平面，使得平面度不大于0.01mm，然后将工装一紧固，将压板12和锁紧螺母拆下。将步骤S3加工后的工件8套接工装一的锁紧螺杆11外侧，使得工件8精车过后的下端面与工装一的底座9上端面相平齐，工件8的内螺纹与工装一的定位柱10外侧面紧密贴合，然后将压板12套接在锁紧螺杆11上，将锁紧螺母与锁紧螺杆11相螺接，通过锁紧螺母将压板12进行固定，使得压板12与工件8的上端面紧密贴合，如图7所示。

用φ16mm或φ12mm合金铣刀，在工件8的前侧面上边缘以及后侧面上边缘分别对称加工出两个相同的定位台阶13，定位台阶13高度为20mm。铣刀转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±100）mm/min，切削深度为10mm，分两次加工出20mm的定位台阶13高度，如图9、10所示。

铣弱薄壁环1外形

此步骤所加工的区域为弱薄壁环1高度所对应的弱薄壁环1的外侧面以及两侧轴向强支耳2的外侧面。

将步骤S4.1加工后的工件8倒置，将两个定位台阶13向下放置，通过平口钳14来装夹工件8的两个定位台阶13，从而将工件8紧固，如图11所示。

用聚四氟乙烯或尼龙垫圈嵌入工件8内螺纹退刀槽内，用外螺纹胎具17旋入工件8内螺纹中，加强环体内腔刚度。

用φ6mm合金钻头，加工双侧轴向强支耳2的第一过渡圆弧面4，转速为（2600±200）r/min，进给量为（100±20）mm/min，切削深度为1.5mm，分多次加工成总深度。

用φ20mm高速铣刀，加工弱薄壁环1外形，径向留精加工余量为0.3mm，转速为（3000±200）r/min。进给量为（1000±100）mm/min，所铣削的是两个轴向强支耳2的两个外侧面、两个轴向强支耳2的后侧面、弱薄壁环1的前侧突出部3的外侧小圆弧面；进给量为（800±50）mm/min，所铣削的是弱薄壁环1后侧外部的大圆弧面；进给量为（600±50）mm/min，铣削的是两侧轴向强支耳2的前侧面，切削深度2mm，分多次加工成总深度。

用φ16mm合金铣刀，精加工弱薄壁环1外形。转速为（3000±200）r/min，进给量为（350±100）mm/min，所铣削的是两侧轴向强支耳2的前侧面以及弱薄壁环1的前侧突出部3的外侧小圆弧面，切削深度36mm。

用φ10mm合金铣刀，精加工弱薄壁环1外形，如图12所示。转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min，铣削的是两侧轴向强支耳2的外侧面、两侧轴向强支耳2的后侧面、弱薄壁环1的外侧大圆弧面，切削深度18mm，分多次加工成总深度。

铣双侧轴向强支耳2的外形

S4.3.1

将步骤S4.2中加工完毕的工件8再次上下倒置，通过外螺纹胎具17旋入工件8的内螺纹中，来加强弱薄壁环1环体的内腔刚度。

通过工装二对工件8进行夹紧。

工装二包括两个夹持块体，第一夹持块体15的内侧面设置有一个圆弧槽，第二持块体的内侧面设置有一个方形槽，外螺纹胎具17位于两个夹持块体之间（如图13所示），两个夹持块体分别对工件8的下半段两侧进行夹持，圆弧槽与弱薄壁环1的外侧大圆弧面相紧密贴合，弱薄壁环1的前侧突出部3位于方形槽内部，方形槽两侧的平面与两侧轴向强支耳2的前侧面紧密贴合（如图14所示）。从而将工件8进行稳固地夹紧。

用φ50mm盘铣刀，粗加工去除主体余量，将弱薄壁环1轴向上的余量去除（如图16所示）。转速为（1100±150）r/min，进给量为（600±100）mm/min，切削深度为2mm，分多次加工成总深度。

用φ20mm高速铣刀，加工双侧轴向强支耳2外形，径向留精加工余量0.3mm。转速为（3000±200）r/min，进给量为（1100±100）mm/min，切削深度为1mm，分多次加工成总深度。

用φ16mm合金铣刀，精加工双侧轴向支耳外形，如图17所示。转速为（2200±200）r/min，进给量为（500±100）mm/min，切削深度为25mm。

铣双侧轴向强支耳2的外侧台阶6

S4.4.1

通过工装三（如图18所示）对步骤S4.3加工完毕的工件8进行夹紧。

工装三包括一个基座18、一个定位圆柱20、两个夹紧板19、两根螺杆、两个螺母，两根螺杆竖直设置并且固定于基座18的上端，定位圆柱20固定于两根螺杆之间，每根螺杆上分别套接有一个夹紧板19，两个夹紧板19相互靠近的一端侧面上设置有一个圆弧槽，圆弧槽的上端设置有一个突出的圆弧板，夹紧板19上侧的螺杆上螺接有一个螺母。夹紧时，将工件8的下端面与基座18的上端面相贴合，将定位圆柱20与工件8的内螺纹孔紧密贴合，两个夹紧板19的圆弧槽分别与弱薄壁环1的前后两侧圆弧面留有间隙，两个圆弧板分别与弱薄壁环1的上端面紧密贴合。通过螺母将夹紧板19拧紧固定，从而将工件8进行轴向夹紧固定，如图19所示。

在工件8的弱薄壁环1内圆内部压入涨环，用寻边器找正涨环的内圆。

用φ16mm硬质合金铣刀，加工双侧轴向强支耳2左右两侧外侧面的台阶6，台阶6高度留余量0.3mm。转速为（3500±150）r/min，进给量为（400±50）mm/min，切削深度为2mm，分多次加工成总深度。

用φ10mm硬质合金铣刀，精加工台阶6以及台阶6下端的斜面。转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min。

用φ5mm合金钻头，粗加工双侧轴向强支耳2两侧外侧面上的圆孔7的外孔。转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min，加工到总深度。

用φ3.3mm合金钻头，加工双侧轴向强支耳2两侧外侧面上的圆孔7的内孔。转速为（5000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min，为切削深度3mm，分多次加工成总深度。

用φ4mm合金铣刀，精加工外孔。转速为（3000±200）r/min，进给量为（60±20）mm/min，切削深度为2mm，分多次加工成总深度。

用M4mm硬质合金丝锥，对双侧轴向强支耳2两侧外侧面上的圆孔7的内孔进行攻螺纹，如图20所示。转速为（700±100）r/min，进给量为（490±20）mm/min，加工到总深度。

、镀镍

工件8镀镍处理，镀镍后去氢处理。

、涂漆

非配合面涂漆处理，配合面遮蔽防护，防止喷上漆膜。

、去除多余物

S7.1

去除双侧轴向强支耳2两侧外侧面上的圆孔7内及工件8其余各处多余物。

双侧轴向强支耳2两侧外侧面上的圆孔7内涂润滑脂防护。

弱薄壁环1与双侧轴向强支耳2复合结构加工采用上述加工方法后可实现：

1）双侧轴向强支耳2对称度不大于0.05mm；

2）弱薄壁环1底面垂直度不大于0.05mm；

3）弱薄壁环1体最薄壁厚不大于2mm准确成形；

4）弱薄壁环1与双侧轴向强支耳2复合结构表面粗糙度不大于Ra3.2μm。

该弱薄壁环1与双侧轴向强支耳2复合结构加工方法的创新点为：

1）弱薄壁环1与双侧轴向强支耳2复合弱刚性体类构件工艺基准精确转换

采用弱薄壁环1与轴向强支耳2复合弱刚性体类构件工艺基准“内孔-端面-外形”转换控制方法，建立外形定位基准，实现了工艺基准转换误差最小化目的，消除了双侧轴向强支耳2左右两侧外侧面以及后侧面中部的接刀痕迹缺陷。

发明了弱薄壁环1与轴向强支耳2复合弱刚性体类构件工艺基准精确转换方法，攻破了弱薄壁环1与轴向强支耳2复合弱刚性体类构件工艺基准“内孔-端面-外形”转换误差大问题，达到了薄壁环与支耳复合弱刚性体类构件工艺基准转换误差最小化的水平。

2）弱薄壁环1与轴向强支耳2复合弱刚性体类构件稳态加工控制

采用工件8刚度渐次退减加工方法，逐工步、逐走刀配合，依次递减工件8整体刚度，实现了工件8刚度整体匹配的目的，防止了工件8加工过程中局部失稳；采用刚度补强与阻尼吸振复合方法，增强了弱薄壁环1内圆刚度及中部阻尼吸振能力，为工件8稳态切削提供了加工基础；采用面积及刚度最大化装夹方法，达到了稳固且无变形夹紧弱刚性体的目的，为工件8稳态切削提供了装夹条件。在以上措施的综合作用下，实现了弱薄壁环1与轴向强支耳2复合弱刚性体类构件稳态加工控制，消除了弱薄壁环1在其后侧外部大圆弧面中部的振纹缺陷。

研制了弱薄壁环1与轴向强支耳2复合弱刚性体类构件稳态加工控制方法，解决了弱薄壁环1与轴向强支耳2复合类构件作为弱刚性体加工失稳难以控制问题，达到了弱薄壁环1与轴向强支耳2复合弱刚性体类构件稳态成形的目标。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1 粗加工内外形

将棒料毛坯进行装夹，粗铣镗内外形，单边均留余量（3-4）mm；

S2 热处理

对S1的坯料进行调质处理，力学性能满足要求；

S3 精车内形

四爪装夹坯料外圆，找正内外圆，对S2中的坯料下端面以及内圆进行精车，在工件（8）的内圆内部车出内螺纹以及内螺纹中部的退刀槽；

S4 精铣外形

S4.1 铣外形定位基准

S4.1.1 将步骤S3加工后的工件（8）通过工装一进行夹紧固定;

S4.1.2 用φ16mm或φ12mm合金铣刀，在工件（8）的前侧面上边缘以及后侧面上边缘分别对称加工出两个相同的定位台阶（13），定位台阶（13）高度为20mm，铣刀转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±100）mm/min，切削深度为10mm，分两次加工出20mm的定位台阶13高度；

S4.2 铣弱薄壁环（1）外形

S4.2.1 将工件（8）倒置，通过平口钳（14）来装夹工件（8）的两个定位台阶（13），从而将工件（8）紧固;

S4.2.2用聚四氟乙烯或尼龙垫圈嵌入工件（8）内螺纹退刀槽内，将外螺纹胎具（17）旋入工件（8）的内螺纹中;

S4.2.3用φ6mm合金钻头，加工双侧轴向强支耳（2）的第一过渡圆弧面（4），转速为（2600±200）r/min，进给量为（100±20）mm/min，切削深度为1.5mm，分多次加工成总深度；

S4.2.4用φ20mm高速铣刀，加工弱薄壁环（1）外形，径向留精加工余量为0.3mm，转速为（3000±200）r/min；进给量为（1000±100）mm/min，所铣削的是两个轴向强支耳（2）的两个外侧面、两个轴向强支耳（2）的后侧面、弱薄壁环（1）的前侧突出部（3）的外侧小圆弧面；进给量为（800±50）mm/min，所铣削的是弱薄壁环（1）后侧外部的大圆弧面；进给量为（600±50）mm/min，所铣削的是两侧轴向强支耳（2）的前侧面，切削深度2mm，分多次加工成总深度;

S4.2.5 用φ16mm合金铣刀，精加工两侧轴向强支耳（2）的前侧面以及弱薄壁环（1）的前侧突出部（3）的外侧小圆弧面，转速为（3000±200）r/min，进给量为（350±100）mm/min，切削深度36mm;

S4.2.6 用φ10mm合金铣刀，精加工两侧轴向强支耳（2）的外侧面、两侧轴向强支耳（2）的后侧面、弱薄壁环（1）的后侧外部大圆弧面，转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min，切削深度18mm，分多次加工成总深度；

S4.3 铣双侧轴向强支耳（2）的外形

S4.3.1 将工件（8）再次上下倒置，用外螺纹胎具（17）旋入工件（8）的内螺纹孔中;

S4.3.2 通过工装二的两个夹持块体对工件（8）进行夹紧;

S4.3.3 用φ50mm盘铣刀，粗加工去除主体余量，将弱薄壁环（1）轴向上的余量去除，转速为（1100±150）r/min，进给量为（600±100）mm/min，切削深度为2mm，分多次加工成总深度;

S4.3.4 用φ20mm高速铣刀，粗加工双侧轴向强支耳（2）外形，径向留精加工余量0.3mm，转速为（3000±200）r/min，进给量为（1100±100）mm/min，切削深度为1mm，分多次加工成总深度;

S4.3.5 用φ16mm合金铣刀，精加工双侧轴向强支耳（2）的外形，转速为（2200±200）r/min，进给量为（500±100）mm/min，切削深度为25mm；

S4.4 铣双侧轴向强支耳（2）的外侧台阶（6）

S4.4.1通过工装三对工件（8）进行装夹;

S4.4.2 在工件（8）的弱薄壁环（1）内圆内部压入涨环，用寻边器找正涨环的内圆;

S4.4.3 用φ16mm硬质合金铣刀，加工双侧轴向强支耳（2）左右两侧外侧面的台阶（6），台阶（6）高度留余量0.3mm，转速为（3500±150）r/min，进给量为（400±50）mm/min，切削深度为2mm，分多次加工成总深度;

S4.4.4 用φ10mm硬质合金铣刀，精加工台阶（6）以及台阶（6）下端的斜面，转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min;

S4.4.5 用φ5mm合金钻头，粗加工双侧轴向强支耳（2）两侧外侧面上的圆孔（7）的外孔，转速为（3000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min，加工到总深度;

S4.4.6 用φ3.3mm合金钻头，粗加工双侧轴向强支耳（2）两侧外侧面上的圆孔（7）的内孔，转速为（5000±200）r/min，进给量为（300±50）mm/min，为切削深度3mm，分多次加工成总深度;

S4.4.7 用φ4mm合金铣刀，精加工外孔，转速为（3000±200）r/min，进给量为（60±20）mm/min，切削深度为2mm，分多次加工成总深度;

S4.4.8 用M4mm硬质合金丝锥，对双侧轴向强支耳（2）两侧外侧面上的圆孔（7）的内孔进行攻螺纹，转速为（700±100）r/min，进给量为（490±20）mm/min，加工到总深度；

S5 工件（8）镀镍处理；

S6 非配合面涂漆处理，配合面遮蔽防护；

S7 去除多余物。

2.根据权利要求1所述的一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法，其特征在于：步骤S4.1中的工装一包括一个底座（9）、一根定位柱（10）、一根锁紧螺杆（11）、一个压板（12）、一个锁紧锁母，定位柱（10）固定设置于底座（9）的上端，锁紧螺杆（11）固定设置于定位柱（10）的上端面并且锁紧螺杆（11）与定位柱（10）同轴设置，压板（12）套接于锁紧螺杆（11）上，锁紧螺母螺接于锁紧螺杆（11）的上端，使用工装一时，将工装一装夹在平口钳（14）上，通过百分表来找平工装一的底座（9）平面，使得平面度不大于0.01mm，然后将工装一紧固，将压板（12）和锁紧螺母拆下，将步骤S3中的工件（8）套接工装一的锁紧螺杆（11）外侧，使得工件（8）精车过后的下端面与工装一的底座（9）上端面相平齐，工件（8）的内螺纹与工装一的定位柱（10）外侧面相贴紧，然后将压板（12）套接在锁紧螺杆（11）上，将锁紧螺母与锁紧螺杆（11）相螺接，通过锁紧螺母将压板（12）进行固定，使得压板（12）压紧工件（8）的上端面。

3.根据权利要求1所述的一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法，其特征在于：在步骤S4.3中的工装二包括两个夹持块体，第一夹持块体（15）的内侧面设置有一个圆弧槽，第二夹持块体（16）的内侧面设置有一个方形槽，外螺纹胎具（17）位于两个夹持块体之间，两个夹持块体分别对工件（8）的下半段两侧进行夹持，圆弧槽与弱薄壁环（1）的外侧大圆弧面相紧密贴合，弱薄壁环（1）的前侧突出部（3）位于方形槽内部，方形槽两侧的平面与两侧轴向强支耳（2）的前侧面紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法，其特征在于：在步骤S4.4中的工装三，工装三包括一个基座（18）、一个定位圆柱（20）、两个夹紧板（19）、两根螺杆、两个螺母，两根螺杆竖直设置并且固定于基座（18）的上端，定位圆柱（20）固定于两根螺杆之间，每根螺杆上分别套接有一个夹紧板（19），两个夹紧板（19）相互靠近的一端侧面上设置有一个圆弧槽，圆弧槽的上端设置有一个突出的圆弧板，夹紧板（19）上侧的螺杆上螺接有一个螺母，夹紧时，将工件（8）的下端面与基座（18）的上端面相贴合，将定位圆柱（20）与工件（8）的内螺纹孔紧密贴合，两个夹紧板（19）的圆弧槽分别与弱薄壁环（1）的前后两侧圆弧面留有间隙，两个圆弧板分别与弱薄壁环（1）的上端面紧密贴合，通过螺母将夹紧板（19）拧紧固定，从而将工件（8）进行轴向夹紧固定。

5.根据权利要求1所述的一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法，其特征在于：在步骤S7中，去除双侧轴向强支耳（2）两侧外侧面上的圆孔（7）内及工件（8）其余各处多余物，在双侧轴向强支耳（2）两侧外侧面上的圆孔（7）内涂润滑脂防护。

6.根据权利要求1所述的一种弱薄壁环与双侧轴向强支耳复合结构加工方法，其特征在于：在步骤S4.2中，所加工的区域为弱薄壁环（1）高度所对应的弱薄壁环（1）的外侧面以及两侧轴向强支耳（2）的外侧面。

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