[發明專利]一種圓錐形薄壁殼體的加工裝置及加工方法

有效

• 申請號: 201610481979.8
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN106112035B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 王元成;楊蒲莉;羅志鵬;孫旭;楊普文;劉杰;朱幼芬
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天萬峰科技發展有限公司
• 主分類號: B23B31/10
• 分類號: B23B31/10;B23B31/40;B23B5/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 方可

技術領域

本發明屬于薄壁件的機械加工領域，具體涉及一種薄壁圓錐形殼體的機械加工裝置及加工方法。

背景技術

近年來，在大眾機械廠的機加工生產過程中，薄壁類零件的加工比例越來越大，且形狀越來越復雜，尺寸精度和表面粗糙度要求越來越高。尤其是隨著制造技術的迅猛發展，鑄造工藝作為一種少、無切削工藝，在機械、冶金、航天等領域中得到廣泛的應用，能鑄造形狀復雜的各種高強度精密薄壁鑄件。例如，鑄造薄壁殼體已經逐漸代替焊接、鉚接或鍛造殼體，不僅能大幅度地降低成本，縮短制造周期，而且可以保證殼體的強度并改善其加工工藝性能。如一種鑄造圓錐形薄壁殼體零件，內表面直接鑄造成型，不再進行機械加工，內腔分布凸臺，網格筋，結構復雜，壁薄(約1-3mm)，要求壁厚均勻(壁厚偏差不超過0.1mm)。在實際加工過程中，因零件的剛性(尤其是徑向剛性)差，容易發生切削振動，產生顫紋，發生加工變形；另因結構復雜，裝夾找正困難，壁厚易出現偏差，尺寸精度難于保證。

薄壁圓錐形殼體現有一種加工方法為：1)鉗工找正一端內壁同一截面上高點與低點，找軸心，劃十字中心線。2)鉗工找正另一端內壁同一截面上高點與低點，找軸心，劃十字中心線。3)鏜床找正鉗工劃線，鏜一端平面及內圓。4)工作臺旋轉180°，鏜另一端平面及內圓。5)芯軸裝夾，車外圓錐面。

這種加工方法存在下述問題：

1)鉗工劃線找正誤差較大，且受加工者個人技能影響。

2)鏜床找正鉗工劃線存在一定誤差。

3)鏜床裝夾找正困難，零件固定壓緊存在較大裝夾變形。

4)加工工序長，效率低下。

5)因裝夾找正誤差及裝夾變形，零件尺寸精度難于保證。

薄壁圓錐形殼體現有另一種加工方法為：1)四爪卡盤夾緊一端內圓，找正內壁，車端面及內圓。2)零件調頭，四爪卡盤夾緊另一端內圓，找正內壁，車端面及內圓。3)芯軸裝夾，車外圓錐面。

這種加工方法存在下述問題：

1)對于長徑比大于2的零件，零件旋轉懸臂加工，安全風險較大。

2)零件需要反復調整四爪裝夾的位置，通過找正內壁確定零件軸心線，費時費力。

3)四爪裝夾存在較大裝夾變形。

4)對于內壁分布縱橫網格筋及較多凸臺的零件，難于找正。

5)因裝夾找正誤差及裝夾變形，零件尺寸精度難于保證。

發明內容

本發明提供一種圓錐形薄壁殼體的機械加工裝置及加工方法，解決這種特殊結構形式的薄壁件采用常用的機械加工方法效率低下，裝夾找正誤差大及存在較大裝夾變形，難于滿足零件尺寸精度指標的問題。

本發明的一種圓錐形薄壁殼體加工裝置，包括：

卡盤；

三個軟爪，呈等邊三角形分布，并安裝于卡盤上，軟爪包括底座、與底座連接的彈性爪部，底座安裝在卡盤上，彈性爪部與底座之間形成定位槽；彈性爪部的橫截面為扇形，縱向具有外錐面，外錐面的錐度與待加工零件內壁錐度一致；彈性爪部的自由端設有內錐面，三個彈性爪部的內錐面共同組成錐形凹槽；

定位尾椎，前端形狀與錐形凹槽適配，后端開設有頂尖孔。

進一步地，軟爪的外錐面開設有對應待加工零件內部結構的讓位槽。

進一步地，定位尾椎為階梯形構造，前端為錐形頭部，后端為圓柱形尾部，頂尖孔開設在圓柱形尾部的端面上。

進一步地，卡盤上設有凸起的安裝塊，安裝塊上開設有螺紋孔；底座開設有對應安裝塊的安裝槽，安裝槽開設有對應螺紋孔的通孔；底座與安裝塊通過螺栓連接。

本發明還提供了一種基于權利要求1的加工裝置的圓錐形薄壁殼體的加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將三個軟爪的彈性爪部從待加工零件的大端裝入待加工零件；

(2)將三個軟爪安裝于卡盤上，三個軟爪呈等邊三角形分布；

(3)將定位尾椎從待加工零件的小端插入待加工零件內部并與錐形凹槽配合，定位尾椎在車床頂尖作用下撐開彈性爪部，使彈性爪部的外錐面與待加工零件的內壁緊密配合，同時待加工零件大端的內端面會在彈性爪部被撐開的張力作用下與定位槽的側壁緊密配合；

(4)開始車削加工。

進一步地，軟爪的外錐面開設有對應待加工零件內部結構的讓位槽。

進一步地，定位尾椎為階梯形構造，前端為錐形頭部，后端為圓柱形尾部，頂尖孔開設在圓柱形尾部的端面上。