[发明专利]一种长轴薄壁类零件的加工方法及其加工夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种长轴薄壁类零件的机械加工方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

机械加工领域中长轴薄壁类零件的机械加工极为常见，但加工时极易发生变形，难度大，达不到技术参数要求，加工合格率也低，如柱塞类长轴薄壁零件，其加工的技术参数为长度：61.5mm，壁厚：1.2mm，外圆尺寸精度：7级公差，表面粗糙度：Ra0.2，现有技术中加工该种长轴薄壁类零件采用两种方案。

方案1：如图1所示，零件无孔一端预留工艺柄，在工艺柄上打中心孔，零件有孔一端，在孔口加工60°锥角，零件除工艺柄及外圆留0.2mm加工余量外，其他都加工到设计图纸尺寸，然后由磨工顶磨外圆，再切掉工艺柄、倒圆。该方案的缺点是磨削加工时，由于孔口壁薄，顶零件过程中轴向受力，磨削过程中零件径向受力，零件孔口外圆尺寸变形，同时在去除工艺柄和车圆角R5时，零件装夹困难，零件容易变形，导致加工合格率极低。

方案2：如图2所示，采用一段料加工两个零件，在两个零件的中间车槽，加工出零件的倒圆R5，两端孔口加工60°锥角，除零件外圆留0.2mm的加工余量，其余尺寸都加工到图纸要求尺寸，磨工用顶尖顶两边孔口倒角磨外圆，然后再采用线切割切断，保证总长，同时磨工磨削加工时，制作中心支承架，将支承架放在槽边零件壁最厚的部位，以减小零件的弯曲变形。该方案的缺点是一段料加工的两个零件互为装夹基准，在车加工孔时，零件太长，车削内孔和内锥面时，没有长度定位基准，很难控制零件的深度尺寸；磨削加工时，零件壁厚较薄，零件太长，两顶尖顶的力量不容易控制的恰到好处，虽然制作了中心支承架，但由于零件弯曲变形，零件的中间部位尺寸与零件的两端尺寸相差太大，零件中间部位出现振纹，零件孔口变形，加工合格率也很低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种长轴薄壁类零件的机械加工方法，解决了长轴薄壁类零件在机械加工时容易发生变形，达不到技术参数要求，加工合格率低等问题。

本发明的主要技术方案是：选用要求的金属材料，分别经过下料、调质处理、粗加工、高低温时效、半精加工和精加工，最后经检验合格完成加工。

在前述半精加工中，长轴薄壁类零件外圆预留加工余量。

在前述精加工中，采用可胀式带肩柱塞夹具与零件配合加工，零件另一端预留工艺柄并加工中心孔，以夹具外径和零件内孔定位，调整夹具外径尺寸使其外径与零件内孔为适当配合。

本发明还涉及一种用于加工长轴薄壁类零件的加工夹具，所述加工夹具为可胀式带肩柱塞结构，夹具的一侧设置有可胀式柱塞孔，另一侧为台阶端面。

与现有加工技术相比，本发明达到了如下技术效果：

(1)通过改变加工方法，减小了零件的装夹难度和加工难度；

(2)使用夹具与零件配合加工，夹具外径与零件内孔为适当配合，从而避免了夹具因外胀力过大而导致零件变形；

(3)使用夹具可改变零件的受力方向，夹具台阶端面与零件端面受力，可有效地防止零件孔口受力变形；

长轴薄壁类零件经过上述工序加工后，解决了加工过程中容易变形的问题，加工合格率提高到100％。

附图说明

图1是现有技术中第一加工方案示意图；

图2是现有技术中第二加工方案示意图；

图3是本发明的加工方案示意图；

图4是本发明加工方法中所采用的夹具剖面图；

图5是本发明加工方法中所采用的夹具右侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。

本发明所述的长轴薄壁零件分别经过下料、调质处理、粗加工、高低温时效、半精加工、精加工和检验工序加工而成，具体的加工步骤如下。

(1)下料：选用要求的金属材料，按照加工要求及零件所需工艺柄下料；

(2)调质处理：消除材料内部应力，使零件材料组织获得较高的强度、硬度和具有相当的韧性，改善机械加工切削性能；

(3)粗加工：去除零件大的加工余量，释放零件内部应力；

(4)高低温时效：消除加工应力和零件内部组织应力；

(5)半精加工：进一步去除零件加工余量，释放零件加工应力；