[发明专利]一种用于解决脆性薄壁异型零件脆裂的加工方法

说明书

本发明涉及一种用于解决脆性薄壁异型零件脆裂的加工方法，其特征是：它包括如下步骤：步骤1将零件安排在简易数控车设备上加工；步骤2采用加工辅助装置对零件进行装夹；步骤3粗加工阶段：1）粗车零件小端的端面和小端的外圆及肩部端面，2）粗加工小端孔；步骤4）半精加工阶段：1）车小端的端面到规定尺寸，车小端的外圆及肩部端面；2）车小端孔；步骤5）精加工阶段：1）车小端的外圆及肩部端面到规定尺寸；2）车小端孔到规定尺寸。本发明通过采用加工辅助装置对零件进行装夹，以减小零件变形，避免加工脆裂问题。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，是一种用于解决脆性薄壁异型零件脆裂的加工方法。

背景技术

酚醛玻璃纤维层压塑料是一种热固性塑料，因其具有机械强度高、耐冲击性能好、比强度可与高强度金属相媲美，以及耐湿、耐温、防霉、绝缘性能良好等特点，因而广泛应用于制造大型复杂塑料壳体类零件和电器类零件等。现有的线包壳体零件就是采用酚醛玻璃纤维层压塑料制成的脆性薄壁异型零件。对脆性薄壁异型零件的加工主要是针对此类线包壳体零件小端的端面和小端的外圆及肩部端面进行加工。

这类零件具有结构复杂、形状特异（外曲面上分布有多处凸台，零件一端伸出不规则形状的凸起）、壁薄（内腔曲率半径为R36，外表面曲率半径为R37，最薄处壁厚仅为1mm）、结构工艺性差、难装夹、难加工、性脆易裂等特点。

从材料方面上讲，标准定义的脆性材料为：在外力作用下（如拉伸、冲击等）仅产生很小的变形即破坏断裂的材料。脆性材料失效一般是断裂，用抗拉强度衡量。该脆性薄壁异型零件采用的酚醛玻璃纤维压塑料是一种硬而脆的热固性塑料。其主要缺点是性脆、耐电弧性差等。其拉伸强度在35～126/MPa范围内，属于典型的脆性材料。

从结构方面上讲，按照机械加工行业标准规定，薄壁件的定义为：壁厚与内径或轮廓尺寸之比小于1:20的零件即为薄壁零件。该脆性薄壁异型零件的内腔直径约为72mm，壁厚为1mm，壁厚与内径尺寸之比远小于1:20，属于典型的薄壁零件。

从机械加工角度上讲，此类零件结构复杂、形状不规则、且壁薄易脆裂，在外露表面上很难找到合适的夹（压）紧部位。在加工中因装夹受力以及切削受力的综合影响下极易产生脆裂而导致零件报废。这些问题给目前的加工方式造成了很大困扰。

采用常规的加工方法，在加工外形时要通过换压板的方式，如图1所示（其中，图1中的（a）是主视图，图1中的(b)是剖视图），先在图1中肩部端面1进行轴向压紧，加工小端的端面2和小端孔1-2；然后停机换压板，在图1中小端的端面2进行二次压紧加工小端的外圆和肩部端面。

此方法存在问题：1）第一次压紧加工时，因压紧面为压塑毛坯面，受结构限制压紧面小造成装夹不牢靠，而且压紧面平整度不好造成加工质量不佳。2）前后两次压紧加工时，压紧面距定位面距离较远，且压紧着力点下部为空腔。因受力点悬空使该部位产生弯曲变形，导致材料纤维组织方向上承受拉应力。而对于脆性材料来说，在材料纤维组织方向上承受的拉应力超过材料拉伸强度时产生断裂。因此该方法易使零件内腔拐点处（易裂部位1-1）在加工过程中受力开裂，导致产品合格率一直处于低位，造成很大的成本浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于解决脆性薄壁异型零件脆裂的加工方法。该方法重点是解决此类脆性薄壁异型零件的装夹及加工脆裂问题。通过对零件在加工过程中的受力情况分析，找出最佳装夹部位。并采用加工辅助装置对零件进行装夹，以减小零件变形，避免加工脆裂问题。

本发明的技术方案是：一种用于解决脆性薄壁异型零件脆裂的加工方法，其特征是：它包括如下步骤：

步骤1将零件安排在简易数控车设备上加工；

步骤2采用加工辅助装置对零件进行装夹；

步骤3粗加工阶段：

1）粗车零件小端的端面和小端的外圆及肩部端面；