一种薄壁壳体类零件加工方法与流程

1.本发明属于薄壁壳类加工生产领域，尤其是涉及一种薄壁壳体类零件加工方法。


背景技术：

2.随着各种新技术、新结构不断应用到动力传动装置系统中，坦克装甲车辆动力传动装置呈现出高功率密度、轻量化的发展特点。当前车辆轻量化主要的措施就是采用轻质铸铝材料，如图1所示薄壁壳体零件，其整体结构为铸造铝合金，其内部结构复杂、壁薄，需要加工的位置包括正面的大结合面1，以及反面的安装面11，如图2所示，另外还要加工多个孔及孔朝向正面一侧的装配端面，同时该壳体的大结合面1、安装面11及各个孔的尺寸公差和形位公差要求较高。
3.该薄壁壳体零件现有加工工艺方法包括以下3个步骤：使用立式加工中心将图1中正面所有内容(包括大贴合面及正面开设的孔)加工至成品尺寸
→
使用立式加工中心将图2反面所有内容(包括安装面及反面开设的孔)加工至成品尺寸
→
使用卧式加工中心加工四周各面内容。
4.该技工方式存在以下问题：
5.1、大贴合面和安装面都是一次性加工到尺寸，由于零部件内部结构复杂且壁薄、装夹加工、切削过后无应力释放过程均易产生变形，影响其他面、孔与其的形位公差。
6.2、通用组合工装支撑点及压紧工件变形无规律，工件松开、压紧的变形趋势不可控，薄壁位置无支撑力出现切削颤刀，大平面铣削及深孔钻削过程中的共振现象严重影响工件的加工质量。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明旨在提出一种薄壁壳体类零件加工方法，重点消除加工过程产生的应力变形，提升零件的加工效率及合格率。
8.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
9.一种薄壁壳体类零件加工方法，包括以下步骤：
10.s10：以壳体反面的安装面为基准面，粗加工壳体正面的大结合面，粗加工轴承孔、螺纹孔及安装孔的装配端面，粗镗螺纹孔的底孔、两个定位销孔、粗镗轴承孔和安装孔；
11.s20：以加工后的所述大结合面为基准面，利用加工后的两个所述定位销孔定位，以加工后所述轴承孔为基准零点，粗加工壳体的所述安装面，并粗镗三个轴孔；
12.s30:以加工后的所述安装面为基准面，利用两个定位销孔找正，对所述大结合面顺次进行半精加工及精加工，使加工后大结合面尺寸满足要求，然后对轴承孔、螺纹孔及安装孔的装配端面分别进行半精加工及精加工至理论值，对两个定位销孔、轴承孔和安装孔分别进行半精镗和精镗加工至理论值，对螺纹孔的底孔半精镗加工，然后攻丝；
13.s40:对壳体四周待加工位置进行加工至理论值；
14.s50：以步骤s30加工后的所述大结合面为基准面，利用加工后的两个所述定位销
孔定位，精加工所述安装面至理论值，精镗三个轴孔至理论值。
15.进一步的，在步骤s20完成壳体安装面粗加工后，对壳体进行振动时效以消除内应力，然后进行步骤s30作业。
16.进一步的，所述壳体振动时效所用频率为0-120hz，振动时间为20-30分钟。
17.进一步的，步骤s10粗加工后，所述大结合面留有0.3-0.5mm加工余量。
18.进一步的，步骤s10粗加工后，所述定位销孔、粗镗轴承孔、和安装孔，单边都留有0.15～0.25mm加工余量。
19.进一步的，步骤20加工后，所述安装面留有0.3-0.5mm的加工余量。
20.进一步的，步骤s20加工后，三个所述轴孔单边都留有0.1-0.2mm加工余量。
21.进一步的，步骤s30半精镗加工后，两个定位销孔、轴承孔和安装孔单边都留有0.05-0.08mm的加工余量。
22.相对于现有技术，本发明所述的一种薄壁壳体类零件加工方法具有以下优势：
23.(1)、设计粗、精加工分开数控加工工序设置，可及时发现零部件的铸造缺陷，避免水、电、气、人工等各方面的制造成本浪费；
24.(2)、增加振动时效工序，可有效的消除铸造残余内应力与装夹、加工的残余应力而有效的控制零部件的变形趋势；
25.(3)、增加半精加工和精加工整合工序，可有效的保证零部件的加工尺寸精度，有效提升了产品质量和生产效率；
附图说明
26.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
27.图1为本发明实施例所述的薄壁壳体正面示意图；
28.图2为本发明实施例所述的薄壁壳体反面示意图；
29.附图标记说明：
30.1-大结合面；2-定位销孔；3-轴承孔；6-螺纹孔；7-安装孔；8-轴孔。
具体实施方式
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
33.一种薄壁壳体类零件加工方法，包括以下步骤：
34.s10：壳体正面内容的粗加工，如图1所示：
35.在加工中心以壳体反面的安装面为基准面，装夹壳体，使壳体正面的大结合面1朝外，使用车刀粗加工该大结合面1，给大结合面预留0.3-0.5mm加工余量，同时使用车刀对壳体中心位置的轴承孔3、靠近外沿的四个螺纹孔6、边沿处的两个定位销孔2及多个安装孔7的朝向壳体正面的装配端面进行粗加工，大结合面及以上各孔的装配端面粗加工完成后，使用镗刀粗镗螺纹孔6的底孔、粗镗两个定位销孔2、粗镗轴承孔3和安装孔7，粗镗后各孔单边留有0.15～0.25mm的加工量；
36.s20：壳体反面内容的粗加工，图2所示：
37.壳体经步骤s10工序加工完成后，以加工后的大结合面1为基准面对壳体重新装夹，装夹时利用加工后的两个定位销孔2找正，以加工后所述轴承孔3为基准零点，使用车刀粗加工壳体反面的安装面11，并对安装面11留有0.3-0.5mm的加工余量，使用镗刀粗镗三个轴孔8，并使三个轴孔8单边都留有0.1-0.2mm加工余量；
38.s30:壳体正面内容的半精加工和精加工：
39.步骤20工序内容加工完成后，加工后的安装面为基准面再次对壳体重新装夹，并利用两个定位销孔2找正，首先对壳体的大结合面1、轴承孔3、四个螺纹孔6的底孔、两个定位销孔2及多个安装孔7的装配端面进行半精加工，半精加工后大结合面1及各孔的装配端面都留有0.08-0.12mm的加工余量，然后对壳体的大结合面1、轴承孔3、四个螺纹孔6的底孔、两个定位销孔2及多个安装孔7的装配端面进行精加工至理论值，达到产品要求；
40.以上大结合面及各孔的装配端面加工完成后，镗刀加工出四个螺纹孔6的底孔至理论值，同时对两个定位销孔2、轴承孔3和多个安装孔7分别进行半精镗加工，半精镗加工后以上各孔单边都留有0.05-0.08mm的加工余量，然后对螺纹孔的底孔攻丝获得符合要求的螺纹孔6，对两个定位销孔2、轴承孔3和多个安装孔7分别精镗加工至理论值；由此完成壳体正面内容的加工；
41.s40:使用卧式中心对壳体四周待加工位置进行加工至理论值；
42.s50：壳体反面内容的精加工：
43.以精工后大结合面1为基准面，利用加工后的两个定位销孔2找正，精加工安装面11至理论值，精镗三个轴孔8至理论值。
44.薄壁壳体通过以上加工方法生产时，薄壁壳体多次装夹来释放加工及装夹产生的内应力，减小产品变形的可能，提高产品合格率。同时在加工过程中能及时发现内部缺陷，及时发现不良产品，避免非有用加工，提高生产效率。
45.为进一步提高壳体应力释放效果，在步骤s20工序完成壳体安装面粗加工后，对壳体进行振动时效以消除内应力，然后进行步骤s30作业。壳体振动时效所用频率为0-120hz，振动时间为20-30分钟。
46.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种薄壁壳体类零件加工方法，其特征在于：包括以下步骤：s10：壳体正面内容的粗加工：以壳体反面的安装面(11)为基准面，粗加工壳体正面的大结合面(1)，粗加工轴承孔(3)、螺纹孔(6)及多个安装孔(7)的装配端面，粗镗螺纹孔(6)底孔、两个定位销孔(2)、粗镗轴承孔(3)、和安装孔(7)；s20：壳体反面内容的粗加工：以加工后的所述大结合面(1)为基准面，利用加工后的两个所述定位销孔(2)找正，以加工后所述轴承孔(3)为基准零点，粗加工壳体反面的所述安装面(11)，并粗镗三个轴孔(8)；s30:壳体正面内容的半精加工和精加工：以加工后的所述安装面(11)为基准面，利用两个定位销孔(2)找正，对所述大结合面(1)顺次进行半精加工及精加工至理论值，然后对轴承孔(3)、螺纹孔(6)及安装孔(7)的装配端面分别进行半精加工及精加工至理论值，对两个定位销孔(2)、轴承孔(3)和安装孔(7)分别进行半精镗和精镗加工至理论值，对螺纹孔(6)的底孔半精镗加工，然后攻丝；s40:对壳体四周待加工位置进行加工至理论值；s50：壳体反面内容的精加工：以步骤s30加工后的所述大结合面(1)为基准面，利用加工后的两个所述定位销孔(2)定位，精加工所述安装面(11)至理论值，精镗三个轴孔(8)至理论值。2.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体类零件加工方法，其特征在于：在步骤s20完成壳体安装面粗加工后，对壳体进行振动时效以消除内应力，然后进行步骤s30工序内容作业。3.根据权利要求2所述的一种薄壁壳体类零件加工方法，其特征在于：所述壳体振动时效所用频率为0-120hz，振动时间为20-30分钟。4.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体类零件加工方法，其特征在于：步骤s10粗加工后，所述大结合面(1)留有0.3-0.5mm加工余量。5.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体类零件加工方法，其特征在于：步骤s10粗加工后，所述定位销孔(2)、粗镗轴承孔(3)、和安装孔(7)，单边都留有0.15～0.25mm加工余量。6.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体类零件加工方法，其特征在于：步骤s20加工后，所述安装面(11)留有0.3-0.5mm的加工余量。7.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体类零件加工方法，其特征在于：步骤s20加工后，三个所述轴孔(8)单边都留有0.1-0.2mm加工余量。8.根据权利要求1所述的一种薄壁壳体类零件加工方法，其特征在于：步骤s30半精镗加工后，两个定位销孔(2)、轴承孔(3)和安装孔(7)单边都留有0.05-0.08mm的加工余量。

技术总结
本发明提供了一种薄壁壳体类零件加工方法，包括以下步骤：S10：以壳体反面的安装面为基准面，粗加工壳体正面的大结合面及多个孔及其装配端面；S20：反向装夹壳体，粗加工壳体安装面，并粗镗三个轴孔；S30:正向装夹壳体，半精加工及精加工壳体正面的大结合面及多个孔及其装配端面；S40:加工壳体四周；S50：反向装夹壳体，精加工所述安装面和三个轴孔至理论值。本加工方法中，薄壁壳体多次装夹来释放加工及装夹产生的内应力，减小产品变形的可能，提高产品合格率。产品合格率。产品合格率。


技术研发人员：端木学龙 王龙晶 刘亚男 李凯 陈亚栋 徐铮
受保护的技术使用者：山西柴油机工业有限责任公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/6