薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置及方法与流程

1.本发明涉及航空附件通用制造技术领域，具体为薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置及方法。


背景技术：

2.在机械制造行业中，通常需要采用车削车床对零部件的内部进行车削加工，其中包含内腔打磨，切割等作业。
3.然而部分铝合金壳体类零件体积较大,铸造毛坯且外形结构复杂,加工内腔各深孔时外型上没有可以装夹的位置,壁厚较薄，壁厚在5mm～10mm之间，铝合金材质较软，切削时极易产生应力变形,导致内腔各深孔之间的同轴度等技术条件不合格，为解决上述问题，特提供一种薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置及方法。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明公开了薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置及方法，以解决上述背景技术中提出的部分铝合金壳体类零件体积较大,铸造毛坯且外形结构复杂,加工内腔各深孔时外型上没有可以装夹的位置,壁厚较薄，壁厚在5mm～10mm之间，铝合金材质较软，切削时极易产生应力变形,导致内腔各深孔之间的同轴度等技术条件不合格问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置及方法，包括；
8.花盘和安装在花盘外表面的支撑柱；
9.定位板，所述定位板固定在支撑柱的另一端；
10.示例工件，所述示例工件安装在花盘和定位板之间；
11.所述定位板的背面安装有压板，所述压板与示例工件的背面挤压固定。
12.优选的，所述花盘的外表面固定焊接有固定座，所述支撑柱的端部通过螺栓安装在固定座的内部。
13.优选的，所述定位板的中部开设有加工通槽，所述压板的外表面固定焊接有压紧螺柱，所述压紧螺柱的另一端贯穿定位板，且压紧螺柱的端部外表面安装有锁紧螺母。
14.优选的，所述示例工件的前端设置有定位面，所述示例工件的后端设置有压紧面，所述压板的外表面固定连接有防滑垫，所述压紧面与防滑垫相抵，所述定位面与定位板相抵。
15.优选的，所述薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工方法，包含以下步骤；
16.一、装夹形式
17.由于很多工件的壳体外型为异型结构，且为毛坯件，加工内腔各深孔时无法用外
型面定位装夹，故不能在加工设备上实现加工，现以示例工件为例，利用与内孔相同方向的平面定位，选为定位面，通过两根支撑柱一端与定位板安装固定，支撑柱另一端固定在花盘上，支撑柱通过精密安装可保证定位板平直，示例工件在定位板与花盘内部空间内反向安装，从定位板连接压板，压板从背面挤压在示例工件背面，实现压板与定位板对示例工件进行夹持固定，定位板中间开设的加工通槽内径大于示例工件内孔，可供刀具进入；
18.二、压紧方式
19.针对壁厚5mm～10mm的示例工件，为保证压紧力均匀防止示例工件变形，现给出了压紧位置数量及压紧力的要求，压紧位置根据壳体结构尽量在壳体周边均匀分布，数量为3～4处，压紧时需采用力矩扳手拧紧锁紧螺母，压紧力不宜过大，保持在6～8n，将示例工件固定住即可，此方法可夹紧示例工件且有效防止变形；
20.三、切削参数
21.在切削时将花盘固定在车床上，为降低示例工件旋转时因异型结构造成的离心力偏差，加工时主轴转速不宜过高，在保证了示例工件表面粗糙度的前提下，现给出了适用于该薄壁异型铝合金壳体深孔加工的切削参数，主轴转速在150r/min～200r/min，进给速度在0.1mm/r～0.3mm/r，切削深度在0.05mm～0.1mm，镗孔时分粗精加工，精加工余量控制在0.3mm以内，通过此加工方法，可以保证异型结构薄壁壳体内腔各孔同轴度φ0.025mm以内，加工效果稳定。
22.本发明公开了薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置及方法，其具备的有益效果如下：
23.1、该薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置及方法，可使壳体不受外型结构的限制，只需要一端有平整的定位面，即可实现在数控车床上装夹零件，同时在针对5mm～10mm壁厚的薄壁零件在压紧力和切削参数上进行优化，可以保证该类异型薄壁壳体内腔各深孔同轴度至φ0.025mm以内，防止加工过程中工件变形。
24.2、该薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置及方法，在切削时将花盘固定在车床上，为降低示例工件5旋转时因异型结构造成的离心力偏差，加工时主轴转速不宜过高，在保证了示例工件5表面粗糙度的前提下，现给出了适用于该薄壁异型铝合金壳体深孔加工的切削参数，主轴转速在150r/min～200r/min，进给速度在0.1mm/r～0.3mm/r，切削深度在0.05mm～0.1mm，镗孔时分粗精加工，精加工余量控制在0.3mm以内，通过此加工方法，可以保证异型结构薄壁壳体内腔各孔同轴度φ0.025mm以内，加工效果稳定。
附图说明
25.图1为本发明整体正面结构示意图；
26.图2为本发明整体背面结构示意图；
27.图3为本发明加工装置结构示意图；
28.图4为本发明示例工件正面结构示意图；
29.图5为本发明示例工件背面结构示意图。
30.图中：1、花盘；2、定位板；3、支撑柱；4、压板；5、示例工件；51、定位面；52、压紧面；6、加工通槽；7、固定座；8、防滑垫；9、压紧螺柱；10、锁紧螺母。
具体实施方式
31.本发明实施例公开薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置及方法，如图1-5所示，包括；
32.花盘1和安装在花盘1外表面的支撑柱3；
33.定位板2，定位板2固定在支撑柱3的另一端；
34.示例工件5，示例工件5安装在花盘1和定位板2之间；
35.定位板2的背面安装有压板4，压板4与示例工件5的背面挤压固定。
36.花盘1的外表面固定焊接有固定座7，支撑柱3的端部通过螺栓安装在固定座7的内部。
37.定位板2的中部开设有加工通槽6，压板4的外表面固定焊接有压紧螺柱9，压紧螺柱9的另一端贯穿定位板2，且压紧螺柱9的端部外表面安装有锁紧螺母10。
38.示例工件5的前端设置有定位面51，示例工件5的后端设置有压紧面52，压板4的外表面固定连接有防滑垫8，压紧面52与防滑垫8相抵，定位面51与定位板2相抵。
39.薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工方法，包含以下步骤；
40.一、装夹形式
41.由于很多工件的壳体外型为异型结构，且为毛坯件，加工内腔各深孔时无法用外型面定位装夹，故不能在加工设备上实现加工，现以示例工件5为例，利用与内孔相同方向的平面定位，选为定位面51，通过两根支撑柱3一端与定位板2安装固定，支撑柱3另一端固定在花盘1上，支撑柱3通过精密安装可保证定位板2平直，示例工件5在定位板2与花盘1内部空间内反向安装，从定位板2连接压板4，压板4从背面挤压在示例工件5背面，实现压板4与定位板2对示例工件5进行夹持固定，定位板2中间开设的加工通槽6内径大于示例工件5内孔，可供刀具进入；
42.二、压紧方式
43.针对壁厚5mm～10mm的示例工件5，为保证压紧力均匀防止示例工件5变形，现给出了压紧位置数量及压紧力的要求，压紧位置根据壳体结构尽量在壳体周边均匀分布，数量为3～4处，压紧时需采用力矩扳手拧紧锁紧螺母10，压紧力不宜过大，保持在6～8n，将示例工件5固定住即可，此方法可夹紧示例工件5且有效防止变形；
44.三、切削参数
45.在切削时将花盘固定在车床上，为降低示例工件5旋转时因异型结构造成的离心力偏差，加工时主轴转速不宜过高，在保证了示例工件5表面粗糙度的前提下，现给出了适用于该薄壁异型铝合金壳体深孔加工的切削参数，主轴转速在150r/min～200r/min，进给速度在0.1mm/r～0.3mm/r，切削深度在0.05mm～0.1mm，镗孔时分粗精加工，精加工余量控制在0.3mm以内，通过此加工方法，可以保证异型结构薄壁壳体内腔各孔同轴度φ0.025mm以内，加工效果稳定。
46.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，并通过实施例的方式，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
47.实施例一、
48.如图1-5所示薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置，包括；
49.花盘1和安装在花盘1外表面的支撑柱3；
50.定位板2，定位板2固定在支撑柱3的另一端；
51.示例工件5，示例工件5安装在花盘1和定位板2之间；
52.定位板2的背面安装有压板4，压板4与示例工件5的背面挤压固定。
53.花盘1的外表面固定焊接有固定座7，支撑柱3的端部通过螺栓安装在固定座7的内部。
54.定位板2的中部开设有加工通槽6，压板4的外表面固定焊接有压紧螺柱9，压紧螺柱9的另一端贯穿定位板2，且压紧螺柱9的端部外表面安装有锁紧螺母10。
55.示例工件5的前端设置有定位面51，示例工件5的后端设置有压紧面52，压板4的外表面固定连接有防滑垫8，压紧面52与防滑垫8相抵，定位面51与定位板2相抵；
56.该薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工装置在使用时，首先通过将定位板2背面的两组支撑柱3分别固定在花盘1外表面的两组固定座7内部，以此使得定位板2与花盘1的外表面保持平行，然后将示例工件5的定位面51紧贴在定位板2的背面，需要注意的是实际加工过程中的工件可以是任意工件，包括但不仅限于该实例工件5，但是所加工的工件需要保证其前侧面为水平面，才能确定出定位面51；
57.然后根据实际的需求，选择相应数量的压板4，压板4均匀分别在实例工件5的外侧，同时使得压板4外表面的防滑垫8与工件背面的压紧面52接触挤压，此处需要注意的是与工件接触的压紧面52不一定得是平面，可以是任意斜面或者曲面，但是需要保证压板4与定位板2处于平行状态，同时压紧螺柱9与定位板2相垂直，此时压板4从背面对工件进行挤压，并通过拧紧锁紧螺母10，使得工件被挤压固定在定位板2的背面，以此实现工件的内腔底面与花盘1平行，以此便于对工件的内腔进行加工；
58.同时需要注意的是，如果工件的平面与加工腔体的开口方向相反时，可将工件反向设置，并通过将平面贴在花盘1外表面，然后通过将压板4反向安装至花盘1的外表面即可实现。
59.实施例二、
60.如图1-5所示薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工方法，包含以下步骤；
61.一、装夹形式
62.由于很多工件的壳体外型为异型结构，且为毛坯件，加工内腔各深孔时无法用外型面定位装夹，故不能在加工设备上实现加工，现以示例工件5为例，利用与内孔相同方向的平面定位，选为定位面51，通过两根支撑柱3一端与定位板2安装固定，支撑柱3另一端固定在花盘1上，支撑柱3通过精密安装可保证定位板2平直，示例工件5在定位板2与花盘1内部空间内反向安装，从定位板2连接压板4，压板4从背面挤压在示例工件5背面，实现压板4与定位板2对示例工件5进行夹持固定，定位板2中间开设的加工通槽6内径大于示例工件5内孔，可供刀具进入；
63.二、压紧方式
64.针对壁厚5mm～10mm的示例工件5，为保证压紧力均匀防止示例工件5变形，现给出了压紧位置数量及压紧力的要求，压紧位置根据壳体结构尽量在壳体周边均匀分布，数量为3～4处，压紧时需采用力矩扳手拧紧锁紧螺母10，压紧力不宜过大，保持在6～8n，将示例工件5固定住即可，此方法可夹紧示例工件5且有效防止变形；
65.三、切削参数
66.在切削时将花盘固定在车床上，为降低示例工件5旋转时因异型结构造成的离心力偏差，加工时主轴转速不宜过高，在保证了示例工件5表面粗糙度的前提下，现给出了适用于该薄壁异型铝合金壳体深孔加工的切削参数，主轴转速在150r/min～200r/min，进给速度在0.1mm/r～0.3mm/r，切削深度在0.05mm～0.1mm，镗孔时分粗精加工，精加工余量控制在0.3mm以内，通过此加工方法，可以保证异型结构薄壁壳体内腔各孔同轴度φ0.025mm以内，加工效果稳定；
67.该薄壁异型铝合金壳体深孔同轴度的加工方法是基于实施例一所提供的加工装置来实现的，通过上述装置对工件进行固定，以保证工件的加工内腔与花盘1同轴，此时加工刀具进入到工件内部进行加工，并且为了保证加工过程中不会出现工件偏移晃动，对于各类加工参数给出一定限制，对于主轴转速、进给速度、切削深度的数据要求进行限制，并且该数据要求是经过多次实际加工操作得来的具体化数据，同时在镗孔时分粗精加工，精加工余量需要控制在0.3mm以内，通过此加工方法，可以保证异型结构薄壁壳体内腔各孔同轴度φ0.025mm以内，且加工效果稳定。
68.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。