一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械加工领域，更具体地，涉及一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合 壳体的车削方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着科学技术的不断进步，材料技术得到飞速发展。复合材料作为一种 新型材料已经逐渐成为21世纪的主导材料之一。复合材料具有质量轻，较高比强度、比模 量，抗腐蚀、耐高温、耐烧蚀性等特点，是飞机、导弹、航天飞行器等武器的理想材料。"金属+ 复合材料"是目前在某类产品中比较通用的一类结构件，目前主要采用缠绕、套装等技术制 造，将玻璃钢覆在金属壳体的外表面上。
[0003] 因此，在航天制造行业，对于"金属+复合材料"薄壁结构舱段壳体，主要采用金属 壳体加工一金属与玻璃复合一复合后精加工的流程进行产品制造。
[0004] "金属+复合材料"长薄壁结构舱段壳体具有以下特点：
[0005] (1)因零件材料本身特性（如不锈钢材料的塑性）、机械加工刀具与已加工表面挤 压、机械加工过程中热变形、材料本身在加工过程中的相变等原因导致零件加工完后表面 有一定有残余应力，引起零件加工完后存在一定变形；
[0006] (2)零件结构本身刚性较差，机械加工过程中存在装夹变形；
[0007] (3)受材料性能的要求，玻璃缠绕后加工过程中不能采用冷却液，刀具磨损严重造 成尺寸超差；
[0008] (4)加工过程中切削力大、切削温度高、刀具磨损严重，产品精度不易控制；
[0009] 现有的车削方法如下：
[0010] ⑴先进行外圆的粗、精加工，再加工内孔；
[0011] ⑵金属壳体的两端面及内孔的精度是自由控制；
[0012] (3)车削外圆，车削内孔时直接夹紧外圆；
[0013] (4)采用压缩空气对产品进行冷却；
[0014] 零件加工过程主要涉及内外圆及端面加工，粗、精加工外圆、内孔不进行控制，影 响后续复合壳体精度，需要协调借量的尺寸增多，车削难度加大，直接导致后续壁厚不均， 无法满足设计指标；零件刚性较差，直接夹紧外圆车削，极易发生装夹变形，影响壁厚及尺 寸精度；压缩空气为常温，对降低刀具切削热功能有限，达不到冷却液的功能要求。
【发明内容】
[0015] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种金属与玻璃钢形成的长 薄壁复合壳体的车削方法，能减少装夹变形、改善切削环境、提高刀具寿命。
[0016] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种金属与玻璃钢形成的长薄 壁复合壳体的车削方法，包括以下步骤：
[0017] 1)粗车玻璃钢外圆，留余量0. 5?Imm ;粗车外圆时，先清理金属壳体的前后两端， 以前后两端的内孔定位，前后两端分别采用前堵头和后堵头，前端用夹头夹紧前堵头，后 端用顶尖顶紧后堵头，同时固定零件，加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷 却；
[0018] 2)粗车壳体两端面，两端各留余量0.5?Imm;粗车内孔，留余量0.2?0.5mm;粗 车内孔时，采用软爪装夹外圆，夹持到壳体的中间位置；加工两端面及两端内孔；加工时采 用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；
[0019] 3)精车玻璃钢外圆；精车外圆时，将前堵头装夹在夹头上，找正前堵头外圆与壳 体内孔接触面的圆度在〇. 03以内，前堵头端面与壳体端面接触面的跳动在0. 02以内；后端 面用后堵头顶紧，且用顶尖固定；用塞尺检测前堵头与前端内孔的配合间隙，要求四处对称 位置的间隙偏差不大于〇. 03 ;加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；
[0020] 4)精车壳体两端面、内孔及环形槽；精车内孔时，采用软爪装夹外圆，夹持到壳体 的中间位置，找正壳体外圆跳动在〇. 05以内，加工两端面、两端内孔及环形槽；加工时采用 冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却。
[0021] 优选地，步骤1)中粗车玻璃钢外圆时主轴转速为120?185r/min，进给速度为 0.27 ?0. 81mm/r〇
[0022] 优选地，步骤3)中精车玻璃钢外圆时主轴转速为120?185r/min，进给速度为 0· 1 ?0· 3mm/r〇
[0023] 优选地，步骤4)中粗车壳体内孔时，主轴转速为120?185r/min，进给速度为 0· 1 ?0· 5mm/r〇
[0024] 优选地，步骤4)中精车壳体两端面时，主轴转速不大于150r/min，进给速度为 0.08 ?0. 2mm/r。
[0025] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有 益效果：本发明采用粗、精加工工序，合理分配工艺余量，控制变形量；对金属壳体内孔精 度进行控制，作为复合后结构件的加工基准；采用堵头和软爪装夹，减少装夹变形；通过低 温冷风的冷却方式，改善切削环境；对切削加工中的刀具和切削参数进行规定，提高产品刀 具寿命和加工效率。本发明工艺方法合理、可靠，产品变形小，能有效地保证复合壳体加工 质量。
【附图说明】
[0026] 图1是金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的主视图。
【具体实施方式】
[0027] 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仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0028] 参照图1，一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法，包括以下步骤：
[0029] 1)粗车玻璃钢外圆，留余量0. 5?Imm ;粗车外圆时，先清理金属壳体的前后两端， 以前后两端的内孔定位，前后两端分别采用前堵头和后堵头，前端用夹头夹紧前堵头，后端 用顶尖顶紧后堵头，同时固定零件，加工时采用冷风机吹低温冷风的冷却方式对刀具进行 冷却；粗车玻璃钢外圆时主轴转速为120?185r/min，进给速度为0. 27?0. 81mm/r。
[0030] 2)粗车壳体两端面，两端各留余量0.5?1mm;粗车内孔，留余量0.2?0.5mm;粗 车内孔时，采用软爪装夹外圆，尽量夹持到中间部位，加工两端面及两端内孔；加工时采用 冷风机吹低