一种半圆形柱状壳体零件加工方法与流程

1.本发明属于零件技术领域，具体涉及一种半圆形柱状壳体零件加工方法。


背景技术：

2.圆形柱状壳体零件的外表面由于具有良好的气动性能，在航空航天、兵器工业等领域得到了广泛应用。为了安装零部件及电子元器件，往往会将其剖成半圆形柱状壳体零件，再在其基础上设置型腔等结构特征用于安装，最后将两个或多个的加工半圆形柱状壳体零件合在一起形成一个整体。
3.但该类零件需要加工型腔和外圆柱面，由于零件为半圆形柱状壳体，并且壳体壁厚较薄，加工中不易定位装夹，而且存在加工变形，生产效率低。目前主要有两种加工方式。一是用棒料车削加工外圆柱，然后加工端面结构特征及圆弧面上凹坑，再线切割加工剖切为两个零件，最后通过工装定位装夹加工正面型腔等结构特征；另一种方式是通过板料加工端面、背面凹坑和正面结构特征，然后通过线切割加工外形圆柱面。第一种加工方式虽然可以提升加工外圆柱面的生产效率且节省材料，但并没有解决装夹不便的缺点，需通过工装实现其定位装夹，而且线切割剖切一分为二，生产成本较高。第二种方式尽管通过板料加工实现了快速便捷的定位装夹，但通过线切割加工外圆柱面，生产成本较高，而且切割后的表面质量与其它铣削加工区域的表面质量不一致，影响零件整体外观。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明旨在提供一种半圆形柱状壳体零件加工方法，通过板料加工正面型腔等结构，在端面预留工艺夹头，将两件零件半成品用螺栓连接拧紧合二为一，通过车削加工整个外圆柱面。该方法定位装夹便捷，生产效率高，生产成本低，零件加工后尺寸精度稳定可靠，一致性好。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种半圆形柱状壳体零件加工方法，包括如下步骤：
7.(1)下料：坯料为矩形板料；
8.(2)加工基准面：
①
铣坯料长度方向上的两端面；
②
铣坯料宽度及高度方向上的四个平面，使坯料的宽度及高度尺寸与零件宽度、高度尺寸一致；
9.(3)加工零件背面凹坑及孔位：以坯料右端面为基准，在所述坯料的长度方向上点孔、钻孔安装孔，铣削加工凹坑；
10.(4)加工零件正面结构：以坯料右端面为基准，数控加工坯料的型腔、凸台、孔位；
11.(5)加工工艺夹头：使坯料长度方向平行于机床主轴方向，铣削加工工艺夹头；
12.(6)加工零件外圆柱面：将两件由上述所述步骤(1)至(5)所加工的零件半成品对接在一起，在两件零件半成品连接处放置有调整垫片，使其对接后外圆柱面同轴，并通过穿过所述安装孔的快拆装结构将两件零件半成品紧固；然后夹持工艺夹头，车削加工外圆柱面；
13.(7)加工端面结构特征：在所述步骤(6)的基础上，使零件长度方向平行于机床主轴方向，铣削去除工艺夹头，并铣削加工零件端面，然后加工零件端面上的结构特征；
14.(8)拆除快拆装结构，两件零件即加工完成。
15.所述步骤(1)中，所述坯料的长度比零件的长度长15mm-20mm，其宽度比零件的宽度宽2mm-3mm，其高度比零件的高度高2mm-3mm。
16.所述步骤(2)中，两端面的平行度为0.02mm；四个平面相互垂直度为0.02mm。
17.所述步骤(5)中，所述工艺夹头的直径与零件外圆柱面的直径一致；所述工艺夹头与零件的连接面比零件本身端面高0.5mm-1mm。
18.所述步骤(3)中，所述安装孔为多个，设于所述坯料长度方向上的两侧端部，并贯穿所述加工零件的正面与背面。
19.所述凹坑与所述安装孔一一对应设置，且所述凹坑与所述安装孔同轴设置。
20.所述快拆除结构包括穿过所述安装孔的螺栓，与所述螺栓配合使用的螺母,以及设于两件零件半成品连接处的调整垫片。
21.与现有技术相比，本发明具有以下优势：
22.1、采用矩形板料加工，定位装夹方便，不需要专用工装即可实现。
23.2、在加工外圆柱面之前，在矩形板料的一侧端面预留工艺夹头，作为后续加工外圆柱面的定位装夹基准。
24.3、将两件零件半成品通过螺栓紧固连接合二为一，在两零件之间通过增加调整垫片，使零件外圆柱面共面，然后通过车削加工外圆柱面，一次加工两件，生产效率高，尺寸一致性好，外观表面质量统一。
25.4、通过卡盘装夹，去除工艺夹头，同时加工端面上的结构特征，一次加工两件零件，生产效率高。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为采用本发明的加工方法所加工的半圆形柱状壳体零件的正面结构示意图；
28.图2为采用本发明的加工方法所加工的半圆形柱状壳体零件的背面结构示意图；
29.图3为本发明中矩形板料的初加工后的结构示意图；
30.图4为本发明中两件零件半成品合二为一的结构示意图；
31.图中，1-零件；2-上平面；3-安装孔；4-凹坑；5-工艺夹头。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
33.本发明中的一种半圆形柱状壳体零件加工方法，用于加工图1与图2所示的半圆形
柱状壳体零件1。包括如下步骤：
34.(1)下料：坯料为矩形板料；
35.(2)加工基准面：
①
铣坯料长度方向上的两端面；
②
铣坯料宽度及高度方向上的四个平面，使坯料的宽度及高度尺寸与零件宽度、高度尺寸一致；
36.(3)加工零件背面凹坑及孔位：以坯料右端面为基准，在所述坯料的长度方向上点孔、钻孔安装孔，铣削加工凹坑；
37.(4)加工零件正面结构：以坯料右端面为基准，数控加工坯料的型腔、凸台、孔位；
38.(5)加工工艺夹头：使坯料长度方向平行于机床主轴方向，铣削加工工艺夹头；
39.(6)加工零件外圆柱面：将两件由上述所述步骤(1)至(5)所加工的零件半成品对接在一起，在两件零件半成品连接处放置有调整垫片，使其对接后外圆柱面同轴，并通过穿过所述安装孔的快拆装结构将两件零件半成品紧固；然后夹持工艺夹头，车削加工外圆柱面；
40.(7)加工端面结构特征：在所述步骤(6)的基础上，使零件长度方向平行于机床主轴方向，铣削去除工艺夹头，并铣削加工零件端面，然后加工零件端面上的结构特征；
41.(8)拆除快拆装结构，两件零件即加工完成。
42.所述步骤(1)中，所述坯料的长度比零件的长度长15mm-20mm，其宽度比零件的宽度宽2mm-3mm，其高度比零件的高度高2mm-3mm。
43.所述步骤(2)中，两端面的平行度为0.02mm；四个平面相互垂直度为0.02mm。
44.所述步骤(5)中，所述工艺夹头的直径与零件外圆柱面的直径一致；所述工艺夹头与零件的连接面比零件本身端面高0.5mm-1mm。
45.所述步骤(3)中，所述安装孔为多个，设于所述坯料长度方向上的两侧端部，并贯穿所述加工零件的正面与背面。
46.所述凹坑与所述安装孔一一对应设置，且所述凹坑与所述安装孔同轴设置。
47.所述快拆除结构包括穿过所述安装孔的螺栓，与所述螺栓配合使用的螺母,以及设于两件零件半成品连接处的调整垫片。
48.结合参照图1与图2所示的半圆形柱状壳体零件1，为清楚说明半圆形柱状壳体零件1的结构所处的位置，本发明中，将所述零件1具有圆弧面的一侧端称为零件背面；与所述零件背面相对的一侧端称为零件正面，以零件正面具有开口的一端称为右端面；与所述右端面相对的一端为左端面。
49.在所述零件正面具有上平面2，并在所述零件正面设置有凸台，安装孔3以及一端具有开口的型腔等用于安装电子元器件及其它零部件的结构特征；所述安装孔3为多个，且设置在所述上平面2上，并从所述零件正面贯穿至零件背面，在所述零件背面上设置有与所述安装孔3同轴的凹坑4，所述安装孔3与所述凹坑4一一对应设置；在所述左端面上还设置对接接口。
50.在本实施例中，所述半圆形柱状壳体零件1对应的外形圆柱直径φ75mm，长度100mm，上平面2低于圆弧中心平面，距离圆弧中心有1.5mm距离；也就是说，本发明中的半圆形柱状壳体零件不是一个半圆柱，而是将半圆柱上的平面削去1.5mm得到的结构。所述半圆形柱状壳体零件对应的尺寸可以根据实际的需要而设定。
51.本发明中的一种半圆形柱状壳体零件加工方法，具体加工步骤如下：首先，下料，
坯料为矩形板料，采用矩形板料加工，定位装夹方便，不需要专用工装即可实现。所述坯料的长度比零件1的长度长15mm-20mm，其宽度比零件1的宽度宽2mm-3mm，其高度比零件1的高度高2mm-3mm。作为本实施例的一优选方案，所述坯料的长度比零件1的长度长18mm，其宽度比零件1的宽度宽3mm，其高度比零件1的高度高3mm；所述坯料的长、宽、高不限于所例举的。
52.其次，加工基准面：
①
铣坯料长度方向上的两端面，光出即可，这样去除材料量小；且两端面的平行度为0.02mm；这里的两端面指的是零件1加工完成后的左端面、右端面；
②
铣坯料宽度及高度方向上的四个平面，使坯料的宽度及高度尺寸与零件宽度、高度尺寸一致，四个平面相互垂直度为0.02mm。
53.接着，如图3所示，加工零件背面凹坑4及孔位：以坯料右端面(即零件正面型腔开口端面)为基准，在所述坯料的长度方向上点孔、钻孔安装孔3，所述安装孔3贯穿加工零件背面与加工零件正面；铣削加工凹坑4，所述凹坑4设置的数量与所述安装孔设置的数量相同，且所述凹坑4与所述安装孔3同轴设置。在本实施例中，所述安装孔为8个，均匀分布在所述坯料长度方向的两侧端部。
54.然后加工零件正面结构：以坯料右端面为基准，数控加工坯料的型腔、凸台、孔位等结构特征；
55.之后加工工艺夹头5：加工时，使坯料长度方向平行于机床主轴方向，铣削加工工艺夹头5；所述工艺夹头5直径与零件1外圆柱面直径一致，所述工艺夹头5与零件连接面比零件1本身端面高0.5-1mm。这里所说的工艺夹头5与零件连接面就是图3中长方体的端面，也就是是工艺夹头5的起始面。如图3所示，在加工外圆柱面之前，在端面预留工艺夹头5，作为后续加工外圆柱面的定位装夹基准。
56.加工完工艺夹头5，加工零件外圆柱面：将两件由上述所加工的零件半成品对接在一起，在两件零件半成品连接处放置有调整垫片，通过所述调整垫片使其对接后外圆柱面同轴，并通过螺栓穿过两件零件半成品的安装孔3，在螺栓的另一端用螺母配合将两件零件半成品紧固，螺栓的头部与螺母为处于凹坑4内且不突出外圆柱面，然后夹持工艺夹头5，车削加工外圆柱面。将两件零件半成品通过螺栓紧固连接合二为一，并在两零件半成品之间通过增加调整垫片，使零件外圆柱面共面，然后通过车削加工外圆柱面，一次加工两件，生产效率高，尺寸一致性好，外观表面质量统一。
57.之后，再进行加工端面结构特征：在削加工零件外圆柱面完成后的基础上，使零件长度方向平行于机床主轴方向，通过卡盘装夹，铣削去除工艺夹头5，并铣削加工零件端面，然后加工端面结构特征；加工完成后如图4所示。
58.最后，拆除螺栓、螺母，两件零件1即加工完成。
59.本发明提供的一种半圆形柱状壳体零件加工方法，生产效率高，生产成本低，定位装夹快速便捷，零件加工后尺寸精度稳定可靠，一致性好，外观表面质量统一。
60.以上对本发明所提供的一种半圆形柱状壳体零件加工方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构及工作原理进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。