一种不锈钢薄壁板类零件加工结构及其装夹工艺

摘要

一种不锈钢薄壁板类零件加工结构包括基础板和工件，基础板的上端固定安装有多个定位销且转动安装有多个偏心螺钉，工件内设有内腔，内腔内设有多个压板；加工不锈钢薄壁板类零件的装夹工艺，包括如下步骤：下料；对工件的四个侧面进行铣削加工；对工件的上面和基准底面进行铣削加工；在工件上钻孔且铣出下陷及型腔；对工件的表面抛光、攻丝、去毛刺；计量检验零件；本发明结构巧妙，构思新颖，采用偏心螺钉和压板两种固定方式用于工件侧面和上端与下端面的加工，加工效率高，能有效保证薄壁板类零件基准加工面的平面度，以及型位公差平行度，减少由于装夹引起的工件应力反弹变形，装夹方便，稳定可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢薄壁板类零件加工技术领域，特别涉及一种不锈钢薄壁板类零件加工结构及其装夹工艺。

背景技术

不锈钢薄壁耐热不锈钢零件因为强度高，耐热耐腐蚀，广泛应用于航空航天等领域。这类零件尺寸大、壁薄，加工中容易产生变形且不容易保证零件尺寸及形位公差。

如图1所示的不锈钢薄壁板零件的具体加工方案为：下料-刨面（刨床加工工件2上下面保厚度）-钻孔、沉孔-铣外形、下陷及型腔（以孔定位利用已加工过的沉头孔螺钉锁紧）-计量检验。

刨床是用刨刀对工件2的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。在加工工件2的上面和基准底面时，刀具较简单，但生产率较低，刨削加工原理在主运动为往复直线运动，反向时受惯性力的影响，加之刀具切入和切出时有冲击，限制了切削速度的提高。单刃刨刀实际参加切削的切削刃长度有限，一个表面往往要经过多次行程才能加工出来，刨刀返回行程时不进行切削，加工不连续，增加了辅助时间。所以加工时间较长。刨床因切削力小，切削热少所以变形小，也是加工不锈钢薄壁零件的一种加工手段，但考虑人工成本和加工成本，利用先进的数控机床结合合理的装夹和夹具方案替代刨床加工已势在必然。

所以需要一种不锈钢薄壁板类零件加工结构及其装夹工艺来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种不锈钢薄壁板类零件加工结构及其装夹工艺，有效的解决了上述问题。

其解决的技术方案是，一种不锈钢薄壁板类零件加工结构包括基础板和工件，基础板的上端固定安装有多个呈L形排列的定位销且转动安装有多个呈L形排列的偏心螺钉，定位销与偏心螺钉之间形成矩形的放料腔，工件安装在放料腔内，工件内设有内腔，内腔内设有多个压板，压板通过安装底座安装在基础板上，压板的下端压在工件的上端。

要实现上述技术目的，本发明的加工不锈钢薄壁板类零件的装夹工艺，包括如下步骤：

1）下料；

2）对工件的四个侧面进行铣削加工；

3）对工件的上面和基准底面进行铣削加工；

4）在工件上钻孔且铣出下陷及型腔；

5）对工件的表面抛光、攻丝、去毛刺；

6）计量检验零件。

本发明的有益效果为：本发明结构巧妙，构思新颖，采用偏心螺钉和压板两种固定方式用于工件侧面和上端与下端面的加工，加工效率高，能有效保证薄壁板类零件基准加工面的平面度，以及型位公差平行度，减少由于装夹引起的工件应力反弹变形，装夹方便，稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的加工工件的结构示意图。

图2为本发明的工件装夹方式的结构示意图。

图3为本发明偏心螺钉的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例：

由图1至图3给出，一种不锈钢薄壁板类零件加工结构包括基础板1和工件2，基础板1的上端固定安装有多个呈L形排列的定位销3且转动安装有多个呈L形排列的偏心螺钉4，定位销3与偏心螺钉4之间形成矩形的放料腔，工件2安装在放料腔内，之后通过转动偏心螺钉4，使得偏心螺钉4的一端配合定位销3将工件2压紧，以此固定工件2水平方向的位置，工件2内设有内腔5，内腔5内设有多个压板6，压板6通过底座7安装在基础板1上，压板6通过螺栓安装在底座7上，压板6的下端压在工件2的上端，使得压板6配合基础板1固定工件2竖直方向的位置，从中心位置通过压板6来控制工件2竖直方向的位置能够方便对工件2进行加工。

所述的工件2的左右两端均设有导轨8，从中心位置通过压板6来控制工件2竖直方向的位置也能够方便对导轨8进行加工。

所述的定位销3为4个，基础板1的前端设有两个定位销3，基础板1的左端设有两个定位销3。

所述的偏心螺钉4为5个基础板1的后端设有两个偏心螺钉4，基础板1的右端设有三个偏心螺钉4。

所述的偏心螺钉4包括螺钉圆柱9，螺钉圆柱9上有螺纹，螺钉圆柱9通过螺纹可拆卸的转动安装在基础板1上，螺钉圆柱9的上端还设有内六方沉头孔10，可以利用标准六方扳手配合六方沉头孔可快速装卸工件2。

要实现上述技术目的，本发明的加工不锈钢薄壁板类零件的装夹工艺，包括如下步骤：

1）下料；

2）对工件2的四个侧面进行铣削加工；

3）对工件2的上面和基准底面进行铣削加工；

4）在工件2上钻孔且铣出下陷及型腔；

5）对工件2的表面抛光、攻丝、去毛刺；

6）计量检验零件。

所下的工件2与工件2图尺寸的外形和内腔5尺寸公差在2~5mm以内。

所述第2）步骤中，采用如图2所示的通过偏心螺钉4与底座7安装在基础板1上的压板6锁紧工件2内腔5四个部位，因不锈钢加工时其塑性与韧性好，高温，高强度，加工硬化严重，因此在切削温度高时，容易粘刀与生成积屑瘤，断屑困难（切削不易卷曲和折断），刀具易磨损，线胀系数大，所以铣削加工工具选用Ø20R0.8方肩铣（不锈钢专用合金涂层刀片）为粗铣刀，留0.25-0.3mm精加工余量，粗铣刀加工工件2参数为：一次切深0.2-0.35mm，走刀进给4000mm/min，主轴转速为2000-2500r/min，所述铣削加工工具外形选用Ø12的合金涂层铣刀为精铣刀，精铣刀加工不锈钢参数为：一次切深16mm，走刀进给400mm/min，主轴转速2000-2200r/min；

底面是尺寸基准面，尤其加工常用304不锈钢薄壁板类零件切削和装夹方式容易引起工件2变形，影响加工尺寸公差，所以要设计合理的加工工艺方案、装夹方式和刀具切削参数。综合考虑加工效率和切削变形，加工上面和基准底面用铣削代替刨削（刨削虽然能很好保证加工面的平面度，但批量生产效率低），所述第3）步骤中，装夹方式如图2所示，采用四个定位销3限制工件2两个垂直侧边的自由度，5个偏心螺钉4能限制工件2另外两个侧面的自由度，此时工件2一周的四个自由度已经限制，利用5个偏心螺钉4扭转调节偏心螺钉4，此时偏心螺钉4的圆柱与工件2侧边接触，侧挤压工件2（前提是设计好工件2侧面与基础板1上拧上偏心螺钉4侧边的间隙距离控制在偏心螺钉4可调节范围内）。

所述第3）步骤中，铣削加工工具选用外形为Ø40R0.8方肩铣（不锈钢专用合金涂层刀片）的一把粗铣刀一把精铣刀，铣削方向为刀具Z轴下刀0.2-0.3mm，铣削加工过程中工件2随刀具旋转主要受力面在X、Y平面，此时工件2底面与基础板1为自由接触，此装夹方式可消除装夹变形。如果采用压板6方式装夹，因毛坯状态上下面的平整度不是很好，尤其是薄壁板工件2在毛坯火焰切割下料过程中存在切割弯曲变形，压板6装夹因是向下受力，装夹压板6前后存在应力反弹，所以加工面的平面度、平行度保证不了图纸的尺寸公差和型位公差，不易采取大刀铣削，大刀切削温度高，容易引起高温零件变形；

所述第4）步骤中，先加工工件2所有的孔、沉头孔和螺纹，然后用偏心螺钉4或压板6方式压紧工件2铣下陷和型腔，此时上面和基准底面已经光整，加工尺寸一致性比较好，采用锋利的刀具快进给、Z向小吃刀量避免切削加工变形；

所述第5）步骤中，利用三坐标检验工件2加工尺寸是否符合实际尺寸公差要求。

本发明的有益效果为：本发明结构巧妙，构思新颖，采用偏心螺钉和压板两种固定方式用于工件侧面和上端与下端面的加工，加工效率高，能有效保证薄壁板类零件基准加工面的平面度，以及型位公差平行度，减少由于装夹引起的工件应力反弹变形，装夹方便，稳定可靠。

上述具体实施方式/实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本发明的保护范围之内。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。