一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺的制作方法

本发明属于机械制造业技术领域，具体说是一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺。

背景技术：

一种用于航空航天领域的4j32材料薄壁环类零件，该零件属于典型的薄壁易变形高精密环形件，零件整体直径约200mm，整体壁厚约2mm，零件直径公差0.05，设计要求加工后直径周向各对点必须在该公差范围，这样对零件变形控制提出来极高的要求，对于直径在200mm级别的环形件，一般采用卧式车床进行相应的机加车加工，对于卧式车床，零件装夹最常用的方案为三爪自定心夹紧或涨紧，但对于高精密薄壁环形件，全部车加工均采用此种装夹方案，则存在以下几点影响零件最终变形的因素：①零件在精加工涨紧或夹紧时，均会对零件产生径向作用力，使零件产生弹性变形，在零件车加工完成卸下后，零件变形位置回弹，自由状态下产生较大变形﹔②对于薄壁零件，涨紧及夹紧力很难控制在即能保证零件有效装夹，又不使零件产生弹性形变，自定心装夹方式效率高，故合理使用涨紧或夹紧的装夹方式，合理分配工序加工余量及合理安排去应力工序，可有效保证零件加工效率的同时，更好的控制零件变形。

技术实现要素：

本发明的目的是一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，通过合理安排工艺路线及各工序间余量，设计制造卧车专用压紧工装，选用合理加工参数，同时安排一定的自然失效时间及热处理工序，有效降低零件机加变形。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，包括如下过程，零件加工去余量、热处理工艺、各工序装夹、各工序加工参数；工序间自然失效时间控制；零件各工序余量合理分配，对零件整个加工过程变形控制起决定作用；热处理工艺是零件加工过程中，有效消除零件加工过程中产生的加工应力；零件各工序装夹的合理应用，有效减小零件装夹带来的装夹变形；零件各工序加工参数设定，有效控制零件加工受力，减小零件加工变形；零件工序自然失效时间控制，有效释放工序间的加工应力，减小零件最终变形。

零件加工去余量采用零件粗加工整体留1.5mm余量，半精加工留0.15mm余量，然后进行精加工。

零件粗加工后，进行去应力热处理，消除零件粗加工内部应力。

零件粗加工时，粗车第一端采用钢三抓夹紧，粗车另一端采用铝扇爪内部涨紧；零件半精车加工时，分别采用扇爪夹紧及涨紧，保证配合间隙不大于0.02mm；零件精车第一面时采用压紧装夹方式，最终精车采用扇爪夹紧方式，保证夹紧后零件圆度控制在不大于0.02mm，若零件需进行铣加工，则仍采用轴向压紧方式装夹。

零件粗车参数采用：切深ap＝0.5mm，进给f＝0.2mm/r，线速度80m/min；

半精车参数采用：切深ap＝0.18mm，进给f＝0.1mm/r，线速度80m/min；

精车参数采用：切深ap＝0.05mm，进给f＝0.05mm/r，线速度80m/min。

零件半精加工后，需自然失效不少于48小时。

本发明的优点是：

1.零件各工序余量分配合理，对零件整个加工过程变形控制起决定作用；

2.零件加工过程中，去应力热处理工序安排合理，可有效消除零件加工过程中产生的加工应力；

3.零件各工序装夹方案的合理应用，可有效减小零件装夹带来的装夹变形；

4.零件各工序的加工参数设定合理，可有效控制零件加工受力，减小零件加工变形；

5.零件工序自然失效时间控制，可有效释放工序间的加工应力，减小零件最终变形。

附图说明

图1为本发明专用工装及零件结构示意图。

图2为本发明专用工装及零件剖视图。

图3为本发明工装底座示意图。

图4为本发明专用压板示意图。

具体实施方式

结合附图1-4标记对本发明进行详细说明。

一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，包括如下过程，零件加工去余量、热处理工艺、各工序装夹、各工序加工参数；工序间自然失效时间控制；零件各工序余量合理分配，对零件整个加工过程变形控制起决定作用；热处理工艺是零件加工过程中，有效消除零件加工过程中产生的加工应力；零件各工序装夹的合理应用，有效减小零件装夹带来的装夹变形；零件各工序加工参数设定，有效控制零件加工受力，减小零件加工变形；零件工序自然失效时间控制，有效释放工序间的加工应力，减小零件最终变形。

零件加工去余量采用零件粗加工整体留1.5mm余量，半精加工留0.15mm余量，然后进行精加工。

零件粗加工后，进行去应力热处理，消除零件粗加工内部应力。

零件粗加工时，粗车第一端采用钢三抓夹紧，粗车另一端采用铝扇爪内部涨紧；零件半精车加工时，分别采用扇爪夹紧及涨紧，保证配合间隙不大于0.02mm；零件精车第一面时采用压紧装夹方式，最终精车采用扇爪夹紧方式，保证夹紧后零件圆度控制在不大于0.02mm，若零件需进行铣加工，则仍采用轴向压紧方式装夹。

零件粗车参数采用：切深ap＝0.5mm，进给f＝0.2mm/r，线速度80m/min；

半精车参数采用：切深ap＝0.18mm，进给f＝0.1mm/r，线速度80m/min；

精车参数采用：切深ap＝0.05mm，进给f＝0.05mm/r，线速度80m/min。

零件半精加工后，需自然失效不少于48小时。

实施例

某连接环fc005零件，零件整体壁厚2mm，外圆直径φ200，高90mm，采用该方案进行加工。零件精车第一面时，将零件1装于工装底座2，采用压紧螺钉4，通过专用压板3将零件预压紧，采用扭力扳手对点压紧零件,压板压紧力控制在8-10n·m，压紧时，打表检测零件压板对应位置零件内圆跳动变化不大于0.01，若无法满足要求，转动零件重新压紧，直至满足压紧要求，第一面精车完成后，采用通用铝制扇爪，外夹零件，精车第二面，保证配合间隙不大于0.02，装夹后，零件周跳不大于0.02，精加工零件，精车参数采用：切深ap＝0.05mm，进给f＝0.05mm/r，线速度80m/min。

技术特征：

1.一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于，

包括如下过程，零件加工去余量、热处理工艺、各工序装夹、各工序加工参数；工序间自然失效时间控制；

零件各工序余量合理分配，对零件整个加工过程变形控制起决定作用；

热处理工艺是零件加工过程中，有效消除零件加工过程中产生的加工应力；

零件各工序装夹的合理应用，有效减小零件装夹带来的装夹变形；

零件各工序加工参数设定，有效控制零件加工受力，减小零件加工变形；

零件工序自然失效时间控制，有效释放工序间的加工应力，减小零件最终变形。

2.根据权利要求1所述的一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于：零件加工去余量采用零件粗加工整体留1.5mm余量，半精加工留0.15mm余量，然后进行精加工。

3.根据权利要求2所述的一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于：

零件粗加工后，进行去应力热处理，消除零件粗加工内部应力。

4.根据权利要求1所述的一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于：

零件粗加工时，粗车第一端采用钢三抓夹紧，粗车另一端采用铝扇爪内部涨紧；零件半精车加工时，分别采用扇爪夹紧及涨紧，保证配合间隙不大于0.02mm；零件精车第一面时采用压紧装夹方式，最终精车采用扇爪夹紧方式，保证夹紧后零件圆度控制在不大于0.02mm，若零件需进行铣加工，则仍采用轴向压紧方式装夹。

5.根据权利要求4所述的一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于：

零件粗车参数采用：切深ap＝0.5mm，进给f＝0.2mm/r，线速度80m/min。

6.根据权利要求4所述的一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于：

半精车参数采用：切深ap＝0.18mm，进给f＝0.1mm/r，线速度80m/min。

7.根据权利要求4所述的一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于：

精车参数采用：切深ap＝0.05mm，进给f＝0.05mm/r，线速度80m/min。

8.根据权利要求4所述的一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于：

零件半精加工后，需自然失效不少于48小时。

9.根据权利要求4所述的一种4j32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于：

零件精车第一面时，将零件装于工装底座，采用压紧螺钉，通过专用压板将零件预压紧，采用扭力扳手对点压紧零件,压板压紧力控制在8-10n·m，压紧时，打表检测零件压板对应位置零件内圆跳动变化不大于0.01mm，若无法满足要求，转动零件重新压紧，直至满足压紧要求；第一面精车完成后，采用通用铝制扇爪，外夹零件，精车第二面，保证配合间隙不大于0.02mm，装夹后，零件周跳不大于0.02mm，精加工零件，精车参数采用：切深ap＝0.05mm，进给f＝0.05mm/r，线速度80m/min。

技术总结
本发明一种4J32材料薄壁环类零件的机加变形控制工艺，其特征在于，包括如下过程，零件加工去余量、热处理工艺、各工序装夹、各工序加工参数；工序间自然失效时间控制；零件各工序余量合理分配，对零件整个加工过程变形控制起决定作用；热处理工艺是零件加工过程中，有效消除零件加工过程中产生的加工应力；零件各工序装夹的合理应用，有效减小零件装夹带来的装夹变形；零件各工序加工参数设定，有效控制零件加工受力，减小零件加工变形；零件工序自然失效时间控制，有效释放工序间的加工应力，减小零件最终变形。本发明对零件变形控制效果显著，可以作为该类薄壁环形零件变形控制的参考工艺方案。

技术研发人员：韩永武
受保护的技术使用者：沈阳富创精密设备有限公司
技术研发日：2020.05.28
技术公布日：2020.08.07