一种薄壁腔体类零件加工方法与流程

本发明属于机械加工，尤其涉及一种薄壁腔体类零件加工方法。

背景技术：

1、薄壁腔体类零件，传统的加工工艺一般为制作复杂专用工装夹具，放于车床或加工中心进行分序、多序加工，分别对工件两端进行粗加工，然后以一端粗加工过的内腔为基准，进行定位，精加工另一端。设计、布置夹紧压板，进行手动装夹，再利用加工中心镗铣另一端和内部尺寸，共需多序完成。

2、由于工件壁厚＜10mm，在装夹和加工过程中会导致工件装夹变形和加工变形，无法保证内孔、外圆和端面工艺尺寸及形位公差，即使分多序加工，也较容易导致加工变形，产品合格率比较低。若最后一序精加工用加工中心加工，在装夹过程中容易导致工件装夹变形，且效率低下，成本较高，不适用于批量加工。工件的加工难点在于薄壁壳体（壁厚＜10mm），在装夹过程中容易变形，且加工端部图样尺寸要求严格，公差不易保证。如何做到既能控制工件在装夹时的变形量，又能快速地实现定位和夹紧，严格保证图样尺寸和加工的稳定性，成为工艺设计方案构思的关键。

3、现有技术中，中国专利号cn110385466b公开了一种钛合金超大型复杂薄壁零件的数控加工方法，介绍了利用真空吸附对零件进行装夹定位的方法，可有效对复杂薄壁腔体类零件进行加工，但是，真空吸附的方法，对无孔零件适用性弱，适用范围有限且成本高。

4、另外，中国专利号cn114012365b公开了一种异型薄壁腔体工件加工方法，在只进行一次装夹的情况下完成五个侧面的加工内容，大幅度减少工件加工因装夹受力变形和重复定位引起的误差。但是，该方法采用螺栓连接工装与工件的方法，不适用于加工无工艺孔的工件，容易对工件造成破坏，适用范围有所限制。

5、因此，在借鉴现有技术的基础上，为实现此类零件的装夹、降低零件加工变形，同时方便在工件无损伤情况下，将所有特征加工到位，提出更为简便的一种薄壁腔体类零件加工方法，以满足薄壁腔体类零件的加工需求。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种薄壁腔体类零件加工方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种薄壁腔体类零件加工方法，包括如下步骤：

3、s1.根据设计尺寸下料，得到长方体毛坯件；

4、s2.确定长方体毛坯件加工余量，按工件成型尺寸铣出工件厚度，保证工件表面平行度不超过0.01mm；

5、s3.利用三轴设备，首先对毛坯件进行粗加工，加工时，采用对毛坯件两侧夹持定位的方法，铣出内腔、耳孔、侧孔及外形尺寸，保证加工精度为±0.1mm；

6、s4.其次，对粗加工件进行精加工，重复s3工步，得到精加工件，保证加工精度为±0.003mm；

7、s5.将精加工件上五轴进行装夹，装夹位置选取上，采用对内腔撑接固定的方法，选定单面为基准面进行定位连接，其他三面辅助抵接的方式，分别以内腔l型上端面、左侧面、右侧面、下端面的内侧为固定面，利用工装对其进行装夹固定；

8、所述工装包括固定底板，所述固定底板上螺纹连接有长条形固定块一和多个固定块二，利用固定块一与精加工件内腔上端面相接触进行定位连接，并以此确定所述上端面为五轴加工基准面，利用固定块二分别对精加工件内腔左侧面、右侧面、下端面进行抵接固定；

9、s6.利用百分表或千分表，分别对工件与固定块相抵接处变形量进行检测，保证精加工件抵接装夹处平面度不大于0.005mm；

10、s7.完成装夹，利用激光扫描在线检测精加工件外形尺寸；

11、s8.根据工件图纸成型尺寸，输入数控编程指令，对加工轨迹进行程序设定，分别为铣出上端面、下端面相平行的带角度斜面；左侧面、右侧面相平行的带角度斜面；精加工件外围四周水平方向上圆孔；上端面、下端面竖直方向上圆孔；左侧面、右侧面竖直方向上腰型槽；

12、s9.利用激光扫描对精加工件进行扫描自动找中心，并按设定程序进行加工；

13、s10.加工完成，得到成型工件，利用激光扫描对工件进行在线检测加工尺寸，保证加工精度不超过0.005mm；

14、s11.松开固定块一、固定块二，取出工件。

15、所述固定板上开设有若干螺孔，所述固定块一为l型结构，且固定块一通过紧固螺钉一固定在螺孔内，可拆卸安装在固定底板上，所述固定块二为长方体结构，且固定块二水平方向上螺接有抵接螺钉，固定块二通过紧固螺钉二固定在螺孔内，可拆卸安装在固定底板上，利用所述抵接螺钉的端部与工件的内腔左侧面、右侧面、下端面相抵接，利用固定块一的竖直方向侧壁与上端面内壁相抵接。

16、所述抵接螺钉在固定块二上向下倾斜设置，倾斜角度α为5°~15°。

17、所述抵接螺钉与工件的抵接点，在位于左侧面、右侧面、下端面的内腔面横向中心线上下方向位置度允差小于5mm。

18、所述抵接螺钉与工件的抵接面外围包覆有橡胶垫。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过粗加工、精加工并结合五轴加工的方法，经济、高效的对工件进行有效快速加工；利用工装在五轴上只进行一次装夹，完成多个面的加工工序；工装结构简单，制作方便，采用面与面接触进行基准面装夹定位，并结合其他三面可调节抵接定位的方式，定位精准且快捷高效，灵活性佳，实用性强，可有效解决薄壁腔体类零件不易装夹问题，并有效保证加工精度；固定块一的固接结构设计，方便基准面的快速定位，固定块二的抵接结构设计，方便对其他辅助面的灵活定位，抵接螺钉具有一定的倾斜角度，限制工件的反向脱出，提高抵接处的连接强度。

技术特征：

1.一种薄壁腔体类零件加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种薄壁腔体类零件加工方法，其特征在于：所述固定板（1）上开设有若干螺孔，所述固定块一（103）为l型结构，且固定块一（103）通过紧固螺钉一（105）固定在螺孔内，可拆卸安装在固定底板（101）上，所述固定块二（104）为长方体结构，且固定块二（104）水平方向上螺接有抵接螺钉（106），固定块二（104）通过紧固螺钉二（107）固定在螺孔内，可拆卸安装在固定底板（101）上，利用所述抵接螺钉（106）的端部与工件（2）的内腔左侧面（22）、右侧面（23）、下端面（24）相抵接，利用固定块一（103）的竖直方向侧壁与上端面（21）内壁相抵接。

3.根据权利要求2所述一种薄壁腔体类零件加工方法，其特征在于：所述抵接螺钉（106）在固定块二（104）上向下倾斜设置，倾斜角度α为5°~15°。

4.根据权利要求3所述一种薄壁腔体类零件加工方法，其特征在于：所述抵接螺钉（106）与工件（2）的抵接点，在位于左侧面（22）、右侧面（23）、下端面（24）的内腔面横向中心线上下方向位置度允差小于5mm。

5.根据权利要求4所述一种薄壁腔体类零件加工方法，其特征在于：所述抵接螺钉（106）与工件（2）的抵接面外围包覆有橡胶垫。

技术总结
本发明公开了一种薄壁腔体类零件加工方法，包括如下步骤：根据设计尺寸下料，得到长方体毛坯件；确定长方体毛坯件加工余量，按工件成型尺寸铣出工件厚度；利用三轴设备，首先对毛坯件进行粗加工，加工时，采用对毛坯件两侧夹持定位的方法，铣出内腔、耳孔、侧孔及外形尺寸，保证加工精度为±0.1mm；其次，对粗加工件进行精加工，重复粗加工工步，得到精加工件，保证加工精度为±0.003mm；将精加工件上五轴利用工装进行装夹；利用激光扫描对精加工件进行扫描自动找中心，并按设定程序进行加工。通过本申请的加工方法，方便对薄壁腔体类零件进行加工，定位精准且快捷高效，灵活性佳，实用性强，可有效解决薄壁腔体类零件不易装夹问题。

技术研发人员：申新新,郝玉霖,赵玉琳,李丙永
受保护的技术使用者：新乡市巴山机电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15