一种高精度异构压环的加工方法与流程

本发明涉及一种高精度异构零件的加工方法，可应用于重型机床行业、航空航天中的环缝焊接设备，具体为一种异构压环的加工方法和步骤。

背景技术：

环缝摩擦焊接系统是大型筒体类零件的高效、高精度焊接设备，其焊接是依靠两套压环(本案例中取每套12件)分别对两个筒体零件进行抱死，对顶、旋转焊接。在这个过程中，压环承受了很大的轴向力和径向力，为了保证其受力状态稳定，必须严格控制压环的精度。

根据压环的受力及工作状况，其结构类似于卡簧，但是由于分成了12块，使其结构复杂，精度高，刚性差，直径达数米，加工难度极大，属于典型的高精度异构零件。其形状如图1所示。

这些压环除了单件精度要求较高外，还有较高的一致性要求，因此，无论从经济性、效率、精度等方面考虑，都必须采用12件一组成套加工的方法。现有技术中，在备料时，有两种方案可供选取：

一种是整体备料加工方式，加工完后切割分成12件，但这种方法存在一个极大的难题，由于图1中所表示出的标号1是淬火面，硬度很高，无法使用锯床直接割开；同时整体外形尺寸很大，也无法使用线切割等方法处理。另外，两块之间的的间隙很小，只有4mm，硬质合金刀具也无法加工。

另一种是分开备料的加工方式，其工序如下：备料——粗铣外形——粗挖槽——调质——单件半精车外形——精铣结合面——钳工拼合——整体半精车外形——精铣凹槽——表面淬火——钳工拼合——整体精车外形——线切割。但采用这种方法存在以下两个方面的问题：

1、淬火后，零件的变形较大，在后续多次的拼装中，每次都不一致，无法统一，严重影响了加工中的基准统一，也造成余量的变化，甚至余量不够的情况，这就需要不断的重新修端面，加工精度很不稳定。

2、由于这12个部件是通过螺栓进行连接，强度较低，无法进行整体翻面，每次翻面必须重新拆开，单件翻面，然后再拼装，钳工工作量也极大，需拆装数十次，这些都严重的影响了加工的效率和精度，其生产周期甚至可长达半年之久。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对压环加工中存在的技术难题，提供一种更简单、更稳定的高精度异构压环的加工方法和步骤，使其能够大幅缩短生产周期、提高加工中的稳定性和零件的精度。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的，其技术方案包含的主要步骤如下：

1)对压环分件零件进行整体备料，所说的压环分件零件为2件以上；

2)将整体的压环分件零件粗车成外形后，粗铣圆周上的凹槽；

3)对整体压环进行调质热处理；

4)半精车压环外形，精铣凹槽达到要求；

5)锯开淬火面处的结合面，非淬火面处的结合面暂不锯开；

6)对淬火面进行淬火，并回火消除应力；

7)精车压环的外形；

8)锯开非淬火面处的结合面；

9)线切割封闭槽。

本发明所说的高精度异构压环的加工方法，通过合理安排零件的加工工序，并采取了提前切开淬火面处的结合面，其它部分先不切开，使零件依然成为一个整体，加工完成后再分割成单块，这样就克服了目前整体加工中存在的无法分成单块的难题，从而实现了零件的整体备料与加工，减少了消除了单件备料及加工中的多次拼装、拼装不稳定、余量不够、变形等一些列问题。大幅度提高了加工的效率和零件的加工质量。

本发明所说的高精度异构压环的加工方法，利用整体备料加工的方法，可以较大程度地提高加工效率，提高加工过程的稳定性和加工的精度，可以使生产周期可缩短一半左右。具有极大的经济效益。

附图说明

图1为压环分件零件示意图；

图2为压环分件零件立体示意图；

图3为分件备料的零件加工图；

图4为分件备料的结合面连接方式；

图5为整体备料的零件加工图；

图6整体备料的结合面情况及淬火面的分割状态。

具体实施方式

图1为现有技术中的压环分件零件示意图，图2为压环分件零件立体示意图。图1和图2中标注的淬火面1为淬硬的表面。

结合图3～图6，以下就本发明所说的一种高精度异构压环的加工方法及其步骤说明如下：(在图3的实施例中，取压环分件零件为12件进行说明)。

1)将12件压环分件零件备成整体环料，如图5所示。

2)粗车成外形后，粗铣圆周上12处凹槽2。

3)对整体压环进行调质热处理。

4)半精车压环外形，精铣全部凹槽2达到要求。

5)锯开淬火面处的结合面7，(如图4和图6中所示)，非淬火面处的结合面6暂不锯开。

6)对淬火面1(图1中所示的淬火面1)进行表面淬火并回火消除应力。

7)精车磨压环各处的外圆、内孔及端面。

8)锯开非淬火面处的结合面6(如图4和图6中所示)。

9)线切割封闭槽。

图3中：压环3的分件零件共12件。图4中：标记出了两件压环的结合面4，为连接两件压环的工艺用螺栓5，以及压环淬火面处的结合面7，非淬火面处的结合面6。

本发明中所说的步骤5)是指，将相邻两个压环之间的一个结合面分为两次加工，即将淬火面处的结合面7在精车前先锯开，而非淬火面处的结合面6在精车后锯开，以保证12件压环分件零件在加工时一直保持为整体状态。这样一方面避免了淬火后无法加工淬火面的难题，另一方面也保证了压环在加工中一直为整体，刚性好，易于保证精度。

本发明所说的高精度异构压环的加工方法，是以压环分件零件为12件进行说明的，但并不代表分件零件只为12件，可以是若干件N(N≥2)，均为本发明的保护内容，均受本发明专利的保护。