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一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法

阅读：17发布：2023-02-23

专利汇可以提供一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，属于航空发动机技术领域，特别是涉及一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法。本发明提供了一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，其有效控制了大半径薄壁半圆环型零件的加工变形，实现了大半径薄壁半圆环型零件的加工误差在0.05mm之内，提高了大半径薄壁半圆环型零件的几何精度，从而提高了零件的合格率。大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，包括如下步骤：步骤一：粗加工出整环轮廓；步骤二：粗加工销孔和螺钉孔及左、右台肩；步骤三：将整环零件切割成半圆环型零件；步骤四：半精加工整体型面；步骤五：精加工整体型面。，下面是一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：粗加工出整环轮廓；
按一个整圆零件备料，在整圆零件上粗加工出内孔、外圆及左、右两端面，形成整环零件；然后将整环零件进行高温回火热处理；
步骤二：粗加工销孔和螺钉孔及左、右台肩；
在整环零件的端面上加工出若干个销孔和螺钉孔，然后将整环零件进行淬火热处理；
粗加工整环零件两端面、内孔、外圆；并粗加工出左、右台肩，形成内环凸起；
步骤三：将整环零件切割成半圆环型零件；
将整环零件从同一直径方向进行切割，形成左、右两个半圆环型零件，切割面为左、右两个半圆环型零件的贴合面；再将左、右两个半圆环型零件固定到具有通孔的夹具板上，左、右两个半圆环型零件的同一侧端面与夹具板的一侧端面紧密接触；且与夹具板固定后的左、右半圆环型零件的两端面分别对齐，结合面贴合；然后将左、右两个半圆环型零件与夹具板一起进行人工时效热处理，最后拆下夹具板；
步骤四：半精加工整体型面
半精加工左、右半圆环型零件的两端面与左、右半圆环部件的结合面，并将左、右半圆环型零件固定在夹具板上，保证左、右半圆环型零件的结合面紧密贴合，内、外圆分别对齐；
然后半精加工左、右半圆环型零件的左、右台肩与内环凸起；将左、右两个半圆环型零件与夹具板一起进行人工时效热处理，最后拆下夹具板；
步骤五：精加工整体型面
磨研左、右半圆环型零件的两端面和结合面，保证尺寸误差均在0.05mm以内，然后将左、右两个半圆环型零件重新固定在夹具板上，且结合面紧密贴合，形成整环；精车加工整环的外圆侧壁、内环凸起的左、右侧型面及内环槽，抛光各个型面，拆下夹具板，两个半圆环型零件加工完毕。
2.根据权利要求1所述的大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，其特征在于在所述步骤五中采用第一成形车刀精车加工内环凸起的左侧型面，第一成形车刀包括第一刀体和第一刀刃，第一刀刃的刃形与内环凸起的左侧型面的轮廓相对应。
3.根据权利要求1所述的大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，其特征在于在所述步骤五中采用第二成形车刀精车加工内环凸起的右侧型面，第二成形车刀包括第二刀体和第二刀刃，第二刀刃的刃形与内环凸起的右侧型面的轮廓相对应。
4.根据权利要求1所述的大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，其特征在于在所述步骤五中采用第三成形车刀精车加工内环槽，第三成形车刀包括第三刀体和第三刀刃，第三刀刃的刃形与内环槽的轮廓相对应。

说明书全文

一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法

技术领域

[0001] 本发明属于航空发动机技术领域，特别是涉及一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法。

背景技术

[0002] 在日常的机械加工中，经常会遇到加工薄壁圆环型零件，这些零件有些是整环加工，有些是由几段圆弧拼合成整环而成，其中薄壁半圆环型零件最难加工。大型的薄壁半圆环型零件采用现有技术在加工的过程中极易变形，很难保证几何精度，尤其是需要淬火硬度较高时，其变形就更大甚至报废

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，其有效控制了大半径薄壁半圆环型零件的加工变形，实现了大半径薄壁半圆环型零件的加工误差在0.05mm之内，提高了大半径薄壁半圆环型零件的几何精度，从而提高了零件的合格率。

[0004] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，包括如下步骤：

[0005] 步骤一：粗加工出整环轮廓

[0006] 按一个整圆零件备料，在整圆零件上粗加工出内孔、外圆及左、右两端面，形成整环零件；然后将整环零件进行高温回火热处理；

[0007] 步骤二：粗加工销孔和螺钉孔及左、右台肩

[0008] 在整环零件的端面上加工出若干个销孔和螺钉孔，然后将整环零件进行淬火热处理；粗加工整环零件两端面、内孔、外圆；并粗加工出左、右台肩，形成内环凸起；

[0009] 步骤三：将整环零件切割成半圆环型零件

[0010] 将整环零件从同一直径方向进行切割，形成左、右两个半圆环型零件，切割面为左、右两个半圆环型零件的贴合面；再将左、右两个半圆环型零件固定到具有通孔的夹具板上，左、右两个半圆环型零件的同一侧端面与夹具板的一侧端面紧密接触；且与夹具板固定后的左、右半圆环型零件的两端面分别对齐，结合面贴合；然后将左、右两个半圆环型零件与夹具板一起进行人工时效热处理，最后拆下夹具板；

[0011] 步骤四：半精加工整体型面

[0012] 半精加工左、右半圆环型零件的两端面与左、右半圆环部件的结合面，并将左、右半圆环型零件固定在夹具板上，保证左、右半圆环型零件的结合面紧密贴合，内、外圆分别对齐；然后半精加工左、右半圆环型零件的左、右台肩与内环凸起；将左、右两个半圆环型零件与夹具板一起进行人工时效热处理，最后拆下夹具板；

[0013] 步骤五：精加工整体型面

[0014] 磨研左、右半圆环型零件的两端面和结合面，保证尺寸误差均在0.05mm以内，然后将左、右两个半圆环型零件重新固定在夹具板上，且结合面紧密贴合，形成整环；精车加工整环的外圆侧壁、内环凸起的左、右侧型面及内环槽，抛光各个型面，拆下夹具板，两个半圆环型零件加工完毕。

[0015] 在所述步骤五中采用第一成形车刀精车加工内环凸起的左侧型面，第一成形车刀包括第一刀体和第一刀刃，第一刀刃的刃形与内环凸起的左侧型面的轮廓相对应。

[0016] 在所述步骤五中采用第二成形车刀精车加工内环凸起的右侧型面，第二成形车刀包括第二刀体和第二刀刃，第二刀刃的刃形与内环凸起的右侧型面的轮廓相对应。

[0017] 在所述步骤五中采用第三成形车刀精车加工内环槽，第三成形车刀包括第三刀体和第三刀刃，第三刀刃的刃形与内环槽的轮廓相对应。

[0018] 本发明的有益效果：

[0019] 本发明的一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，有效控制了大半径薄壁半圆环型零件的加工变形，实现了大半径薄壁半圆环型零件的加工误差在0.05mm之内，提高了大半径薄壁半圆环型零件的几何精度，从而提高了零件的合格率。附图说明

[0020] 图1为大半径薄壁半圆环型零件的结构示意图；

[0021] 图2为图1的侧视图；

[0022] 图3为大半径薄壁半圆环型零件固定在夹具板后的结构示意图；

[0023] 图4为图3的侧视图；

[0024] 图5为第一成形车刀的结构示意图；

[0025] 图6为图5的俯视图；

[0026] 图7为第二成形车刀的结构示意图；

[0027] 图8为图7的俯视图；

[0028] 图9为第三成形车刀的结构示意图；

[0029] 图10为图9的俯视图；

[0030] 图中，1—大半径薄壁半圆环型零件，2—内孔，3—内环凸起，31—左台肩，32—右台肩，33—左侧型面，34—右侧型面，4—内环槽，5—销孔，6—螺钉孔，7—第一成形车刀，71—第一刀体，72—第一刀刃，8—第二成形车刀，81—第二刀体，82—第二刀刃，9—第三成形车刀，91—第三刀体，92—第三刀刃，10—夹具板，11—结合面。

具体实施方式

[0031] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

[0032] 如图1～图10所示，一种大半径薄壁半圆环型零件的加工方法，具体包括如下步骤：

[0033] 步骤一：粗加工出整环轮廓

[0034] 采用锻件按一个整圆零件备料，最大外轮廓留5mm余量，在整圆零件上粗车加工出内孔2、外圆及左、右两端面，形成整环零件，每面留3～4mm余量；然后将整环零件进行高温回火热处理，再次粗车加工内孔2、外圆及左、右两端面，每面留2～2.5mm余量；

[0035] 备料材质：4Cr5MoV1Si；车加工采用的车床型号：PT39；高温回火热处理参数：中温电炉650℃，保温2小时后在空气中自然冷却；

[0036] 步骤二：粗加工销孔5和螺钉孔6及左、右台肩

[0037] 在整环零件的端面上加工出若干个位置对称的销孔5和螺钉孔6，然后将整环零件进行淬火热处理，此时硬度达到HRC40～45；再次粗车加工整环零件两端面，每面留0.5～0.6mm余量；粗车加工整环零件的内孔2、外圆，并粗车加工出左、右台肩，形成内环凸起3，每面留1～1.5mm余量；

[0038] 车加工采用的车床型号：PT39；淬火热处理参数：高温电炉1020℃，保温1小时，在油中冷却，高温电炉590℃，保温2小时，在空气中自然冷却；

[0039] 步骤三：将整环零件切割成半圆环型零件

[0040] 将整环零件从同一直径方向进行线切割，形成左、右两个对称的半圆环型零件，切割面为左、右两个半圆环型零件的结合面11；再通过半圆环零件上的螺钉孔6将左、右半圆环型零件固定到具有通孔的夹具板10上，夹具板10的通孔内径大于半圆环型零件的内孔2的内径，左、右两个半圆环型零件的同一侧端面与夹具板10的一侧端面紧密接触；与夹具板10固定后的左、右半圆环型零件的两端面分别对齐，左、右两个半圆环型零件的结合面
11贴合；然后将左、右半圆环型零件与夹具板10一起进行人工时效热处理，释放应力；最后拆下夹具板10；

[0041] 线切割设备型号：DK7763；人工时效热处理参数：电炉280～320℃，保温3小时，在空气中自然冷却；

[0042] 步骤四：半精加工整体型面

[0043] 磨研左、右半圆环型零件的两端面，每面留0.2～0.3mm余量；重新磨研左、右半圆环部件的结合面11，为下一工序留出加工余量，并将其通过左、右半圆环部件的螺钉孔6固定在夹具板10上，保证左、右两个半圆环型零件的结合面11紧密贴合，内、外圆分别对齐；然后半精车加工左、右半圆环型零件的左、右台肩与内环凸起3，每面留0.5～0.6mm余量；然后将左、右两个半圆环型零件与夹具板10一起进行人工时效热处理，最后拆下夹具板10；

[0044] 磨研采用的立式车床型号：C5112A；车加工采用的车床型号：PT39；人工时效热处理参数：电炉280～320℃，保温3小时，在空气中自然冷却；

[0045] 步骤五：精加工整体型面

[0046] 磨研左、右半圆环型零件的两端面和结合面11，保证尺寸误差均在0.05mm以内，然后通过螺钉孔6、销孔5将左、右两个半圆环型零件重新固定在夹具板10上，且结合面11紧密贴合，形成整环；采用车床按内孔2找正，精车加工整环的外圆侧壁，并采用第一、第二成形车刀分别精车加工内环凸起3的左、右侧型面，采用第三成形车刀9精车加工出内环槽4，抛光各个型面，拆下夹具板10，两个对称的半圆环型零件加工完毕；

[0047] 磨研采用的立式车床型号：C5112A；车加工采用的车床型号：PT39。

[0048] 由于夹具板10在人工时效热处理时会产生变形，所以若采用同一个夹具板10，则需要重新磨研夹具板10的两端面，保证尺寸误差在0.02mm以内。

[0049] 步骤五中所述的第一成形车刀7，包括第一刀体71和第一刀刃72，第一刀刃72的刃形与内环凸起3的左侧型面33的轮廓相对应；第一刀刃72所在的面与竖直面形成的锐角为10°，在第一刀体71上设置有退刀槽。

[0050] 步骤五中所述的第二成形车刀8，包括第二刀体81和第二刀刃82，第二刀刃82的刃形与内环凸起3的右侧型面34的轮廓相对应；第二刀刃82所在的面与竖直面形成的锐角为10°，在第二刀体81上设置有退刀槽。

[0051] 步骤五中所述的第三成形车刀9，包括第三刀体91和第三刀刃92，第三刀刃92的刃形与内环槽4的轮廓相对应；第三刀刃92所在的面与竖直面形成的锐角为10°，在第三刀体91上设置有退刀槽。

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