[发明专利]一种基于软胎贴合装夹的薄壁膜盘加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工方法，尤其是一种基于软胎贴合装夹的薄壁膜盘加工方法。

背景技术

随着科学技术和工业生产的发展，对于机械零件的加工精度和表面质量提出了更高的要求。高产、优质、低消耗，产品技术性好、使用寿命长，这是机械制造业所追求的基本目标，而这些目标的实现的基础就是加工精度。而精密薄壁件（通常指壁厚<1mm的零件）能够减少零件数量和装配的工作量，一件薄壁整体件可以代替原来用几十甚至几百个零件组成的部件，装配所占用的工时减少30%以上，同时提高使用寿命，将寿命提高1倍左右，因此薄壁件广泛应用于航空航天领域。薄壁件由于壁薄加工变形量大，加工精度很难保证，有20%-60%的加工误差是由薄壁件的装夹引起的，因而精密薄壁零件夹具的制造是薄壁零件加工中的重要环节。

对于薄壁盘类零件的装夹夹具的设计和制造，一般是采用一次性刚性装夹夹具，如图1所示。通过提高夹具的制造加工精度，减小装夹夹具对薄壁件加工变形的影响。而针对有在粗加工过程中已加工变形的薄壁盘类零件，通过刚性装夹夹具，如图2所示，会在薄壁盘类零件上产生装夹应力变形，如图2中的I所示；加工后，装夹应力变形会导致装夹后应力恢复变形，如图2中的II所示，从而影响薄壁盘类零件的最终加工精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种加工方法，减少或消除装夹应力变形，进而提高薄壁盘类零件的加工精度。

本发明的技术方案为，所述的加工方法包括以下步骤：

1、粗加工：

采用三维绘图软件，对待加工的薄壁盘类零件进行数字化三维构形，并输入进数控机床；

调整数控机床，使数控机床的主轴回转精度在0.02mm以内；

将表面形貌测量装置与精密加工装置装夹在调整好的数控机床上，调节表面形貌测量装置和精密加工装置的位置，使二者的运动轨迹相同，并且该轨迹在薄壁盘类零件端面的投影经过主轴的回转中心，偏差不大于0.05mm；

将薄壁盘类零件的毛坯件装安装在数控机床上，将零件薄壁以外的所有位置加工至设计尺寸；

设计并加工薄壁盘类零件精加工的夹具，所述的夹具与薄壁盘类零件接触部分为软胎，并将除软胎安装面以外的部分均加工至设计尺寸；

2、粗加工A面：

将薄壁盘类零件的任一端面定义为A面，另一面为B面；

装夹粗加工完毕的薄壁盘类零件，对A面进行粗加工，至A面最终留有设计规定的精加工余量；

3、加工软胎：

打开表面形貌测量装置，从外圆到薄壁膜盘回转中心沿直线测量加工后的零件的A面；

记录由表面形貌测量装置测得的数据，通过数据处理装置得出A面的形貌，并计算与A面相对应的数据，按此数据，在数控机床上用精密加工装置加工夹具的软胎安装面，该安装面加工后应与A面的形貌相对应；精密加工装置加工时，机床主轴的转速与线速度与测量形貌时相同；

4、加工B面：

将加工完成的软胎的安装面与零件的A面贴合在一起，装夹到数控机床上；

对B面进行加工至要求尺寸；

5、精加工A面：

将加工好B面的零件卸下，将夹具上的软胎的安装面加工成平面；

将零件的B面与软胎的安装面贴合在一起，装夹到数控机床上；

对A面进行精加工至要求尺寸；

6、最终检验。

上述方法中，所述的软胎的材料为铝、铜及其合金等，并且允许根据采用的不同软胎夹具材料，进行表面形貌测量操作和夹具软胎的精密加工操作时，机床主轴的转速和线速度做相应的调整；在步骤1中，为防止在粗车过程中工件产生过大的残余应力，粗车吃刀量控制在0.2mm内；在步骤2中，所述的余量不大于0.2mm；在步骤5中所述的软胎，可以是预先加工好的另一块软胎，并直接进行与零件的B面进行安装和对A面进行精加工；在上述方法中，在可以满足零件要求的精度前提下，可以在步骤2中粗加工A面后，然后直接精加工A面至设计尺寸，同时取消第5步骤。