CN104289870B - 一种薄壁铣槽不锈钢零件加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁铣槽不锈钢零件加工工艺，主要包括以下步骤：铸件毛坯热处理、粗加工、自然时效处理及后续的粗铣槽、精加工及精铣槽。本发明通过设计加工路线，尽可能减少加工应力产生，有效避免了因应力集中而发生变形，从而提高加工精度和准确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械零件加工技术，特别是一种薄壁铣槽不锈钢零件加工工艺。
背景技术
在国内某新型火车研制过程中，涉及一种屏蔽环的机械加工，该零件毛坯为铸造成型，材料为不锈钢，内孔直径与孔深比为389.5/88.9＝4.38，最小壁厚为3.3mm，内孔最小公差为0.076mm，法兰外圆有6个宽为9.7mm槽，槽位置度为0.05mm，法兰大端面平面度为0.13mm。由于零件本身为薄壁结构，且不锈钢材料易变形，装夹加工后工件内部应力大的特征，采用传统的薄壁类零件加工工艺在普通或数控机床上批量加工很难满足零件设计要求。
在中国专利201310746790.3中公开了一种薄壁细长C型管状零件的加工工艺，该工艺适合于加工薄壁类零件内孔上有槽的加工，但该工艺对屏蔽环法兰外圆上的槽在最后加工之后会破坏铸件内部的应力平衡，零件变形大，无法满足该零件的设计要求。另一中国专利200710042552.9则公开了一种环形薄壁件加工工艺，该工艺适合于环形薄壁件圆柱面及端面的加工，仍无法解决薄壁件法兰切槽后的变形问题。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种薄壁铣槽不锈钢零件加工工艺，解决现有薄壁屏蔽环加工后易出现变形，无法满足设计要求等问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种薄壁铣槽不锈钢零件加工工艺，包含如下步骤：铸件毛坯退火处理；粗加工：以大法兰内孔为粗基准，粗车大法兰外圆、端面及小法兰各面，各加工面单边留余量0.7mm；b2.以大法兰已加工面定位，粗加工大法兰内孔及 其余毛坯面，各加工面单边留余量0.7mm；自然时效处理；半精加工：d1.以小法兰内孔及端面为基准，半精车大法兰端面及外圆，各加工面单边留余量0.5mm；d2.以大法兰外圆及端面为基准，半精车内孔、小法兰端面及外圆，各加工面单边留余量0.5mm；粗铣槽：以大法兰内孔及端面定位，粗铣各槽，各加工面单边留余量1mm；精加工：f1.以小法兰内孔及端面为基准，精加工大法兰端面及外圆，保证大端面平面度0.13mm；f2.以大法兰外圆及端面为基准，精加工内孔及小法兰各尺寸；精铣槽：以大法兰内孔及端面定位，精铣各槽，获得成品。
进一步的，在步骤c中，所述自然时效处理为静置4至6天。
与现有技术相比，本发明技术方案的优点在于：
通过设计不同于传统的加工流程，对薄壁铣槽不锈钢零件采用粗、精加工分开，解决粗加工去除余量大而产生的较大的内应力问题，并且在粗加工后对零件进行自然时效处理，充分去除内应力，保证后续加工的质量。进一步的，在粗加工后，采用半精加工为粗铣槽提供准确的定位基准，最后再进行精加工及精铣槽，完成薄壁屏蔽环的加工。本发明设计的加工线路，不仅可以达到零件的加工要求，而且可以采用常用的加工设备进行加工，具有操作方便，制造成本小的特点。
附图说明
图1为本发明所述加工工艺流程示意图。
图2为本发明具体实施例薄壁屏蔽环示意图。
图3为图2的主视图。
图4为图2的右视图。
图5为图4局部放大示意图。
具体实施方式
在机械加工领域，对于薄壁铣槽不锈钢零件的加工主要有两方面的影响因素：刚度和薄壁的装夹承受力。对于刚度，具体到本发明采用的不锈钢材料，由于该薄壁屏蔽环不仅壁薄而且呈环形，使得其本身的刚度变小，更易发生变形；另一方面，薄壁的装夹承受力，直接影响了加工精度与效果，当然反过来，加工工艺的选择，车床切削力的大小也对装夹承受力提出不同的要求。
考虑到薄壁铣槽不锈钢零件的上述特点，本发明的发明人通过对加工路线的设计，提出了本发明的加工工艺。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
一种薄壁铣槽不锈钢零件的加工工艺，包括如下步骤：
步骤S11，铸件毛坯退火处理。该热处理目的是释放铸件毛坯的内部应力，提高材料的延展性和韧性，为后续的加工提供更好的材料基础。
步骤S12，粗加工。首先，以大法兰内孔为粗基准，粗车大法兰外圆、端面及小法兰各面，各加工面单边留余量0.7mm；然后，以大法兰已加工面定位，粗加工大法兰内孔及其余毛坯面，各加工面单边留余量0.7mm。该步骤中，加工余量既要达到粗加工的要求，又不能留得太大，以保证后续的加工不会产生太大的应力。
步骤S13，自然时效处理。将粗加工好的零件静置4-6天，使其充分释放因粗加工产生的应力，为后续加工做准备。在这个步骤里，不采用热处理进行应力释放，而是采用自然状态下的应力释放，主要是考虑到加工的零件精度要求很高。在前一步的粗加工后，零件的加工余量已经比较小了，如果在用热处理释放应力，则极易造成零件的变形，导致局部无加工佘量而无法保证加工精度。
步骤S14，半精加工。先以小法兰内孔及端面为基准，半精车大法兰端面及外圆，各加工面单边留余量0.5mm；再，以大法兰外圆及端面为基准，半精车内孔、小法兰端面及外圆，各加工面单边留余量0.5mm。
步骤S15，粗铣槽。以大法兰内孔及端面定位，粗铣各槽，各加工面单边留余量1mm。
步骤S16，精加工。先以小法兰内孔及端面为基准，精加工大法兰端面及外圆，保证大端面平面度0.13mm；再以大法兰外圆及端面为基准，精加工内孔及小法兰各尺寸。
步骤S17，精铣槽。以大法兰内孔及端面定位，精铣各槽。
本发明所用夹具为薄壁铣槽类不锈钢零件普通车床上常用夹具和铣槽加工常用夹具。
对于本发明所述薄壁铣槽不锈钢零件的加工工艺，在粗加工后进行自然时效处理，释放粗加工产生的内部应力，有效防止了后续加工发生变形的问题。同时，在粗加工和粗铣槽之间加入一个半精加工步骤，有意将加工步骤分得更细，减少每次的切削量，尽量减少加工应力的产生和集中。同时，在铣槽加工过程中，易造成平面度超出公差要求，因此，将铣槽工艺设计成粗铣槽和精铣槽，并在粗铣槽后，进行精加工，使得平面度的变形发生在对平面的精加工之前，然后在精加工之后进行精铣槽，从而保证铣槽后零件的尺寸能够满足要求。
实施例1
选用ANSI310，高铬镍奥氏体不锈钢材料，先形成薄壁屏蔽环铸件毛坯，并进行热处理。接着，按本发明所述的加工工艺进行粗加工→自然时效处理→半精加工→粗铣槽→精加工→精铣槽，其中自然时效处理放置4天，最后获得的薄壁屏蔽环尺寸如图2至图5所示。其中，图2是薄壁屏蔽环立体视 图，图3为图2薄壁屏蔽环的主视图，图4则为图2薄壁屏蔽环的右视图。所述薄壁屏蔽环的六个槽口11，尺寸为宽10.414±0.38mm，深9.83±0.1mm。图5为图4虚线部分的放大图，其中，a＝0.38±0.127mm，b＝3.3±0.5mm，c＝1.52±0.38mm，d＝7.8±0.2mm，e＝12.7±0.5mm。
本发明的薄壁铣槽不锈钢零件加工工艺，通过设计不同于传统的加工流程，对薄壁铣槽不锈钢零件的采用粗、精加工分开，解决粗加工去除余量大而产生的较大的内应力问题，并且在粗加工后对零件进行自然时效处理，充分去除内应力，保证后续加工的质量。进一步的，在粗加工后，采用半精加工为粗铣槽提供准确的定位基准，最后再进行精加工及精铣槽，完成薄壁屏蔽环的加工。本发明设计的加工线路，不仅可以达到零件的加工要求，而且可以采用常用的加工设备进行加工，具有操作方便，制造成本小的特点。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (2)
1.一种薄壁铣槽不锈钢零件加工工艺，其特征在于，包含如下步骤：
a.铸件毛坯退火处理；
b.粗加工：b1.以大法兰内孔为粗基准，粗车大法兰外圆、端面及小法兰各面，各加工面单边留余量0.7mm；b2.以大法兰已加工面定位，粗加工大法兰内孔及其余毛坯面，各加工面单边留余量0.7mm；
c.自然时效处理；
d.半精加工：d1.以小法兰内孔及端面为基准，半精车大法兰端面及外圆，各加工面单边留余量0.5mm；d2.以大法兰外圆及端面为基准，半精车内孔、小法兰端面及外圆，各加工面单边留余量0.5mm；
e.粗铣槽：以大法兰内孔及端面定位，粗铣各槽，各加工面单边留余量1mm；
f.精加工：f1.以小法兰内孔及端面为基准，精加工大法兰端面及外圆，保证大端面平面度0.13mm；f2.以大法兰外圆及端面为基准，精加工内孔及小法兰各尺寸；
g.精铣槽：以大法兰内孔及端面定位，精铣各槽，获得成品。
2.根据权利要求1所述的薄壁铣槽不锈钢零件加工工艺，其特征在于，在步骤c中，所述自然时效处理为静置4至6天。
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