一種精密結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力和加工變形控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密結(jié)構(gòu)件金屬切削加工領(lǐng)域，特別是一種精密結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力和加工變形控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光電武器裝備向輕量化、智能化方向的發(fā)展，大量采用薄壁結(jié)構(gòu)件，這類零件大都具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀特異、薄壁、精度要求高等特點(diǎn)，且一般為整機(jī)或部件的關(guān)鍵件或重要件。這類零件在加工過(guò)程中極易產(chǎn)生變形，在造成零件加工不合格眾多因素中，40%?60%是由零件的加工變形引起的。高精度結(jié)構(gòu)件加工變形，已成為型號(hào)裝備、國(guó)家“高新工程”和公司重點(diǎn)產(chǎn)品制造技術(shù)中影響加工精度和加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，是制約型號(hào)裝備研制，型號(hào)裝備批生產(chǎn)的重大瓶頸問(wèn)題。
[0003]研究表明，影響結(jié)構(gòu)件加工變形的主要成因:毛坯件殘余應(yīng)力的釋放、切削力、切削熱。結(jié)構(gòu)件的最終變形是各種殘余應(yīng)力疊加后的結(jié)果，其中殘余應(yīng)力是變形的最重要因素。高速加工能夠使切削力大幅度降低，切削熱減少，可有效減少新的殘余應(yīng)力產(chǎn)生，但它不能降低加工變形的最重要因素一一毛坯件殘余應(yīng)力，它只影響初始?xì)堄鄳?yīng)力的釋放和重新分布，對(duì)控制變形有限。
[0004]殘余應(yīng)力是結(jié)構(gòu)件加工變形的根源，如果能夠有效降低或均勻釋放毛坯件殘余應(yīng)力水平，必將大大降低工件的變形潛能，控制加工變形。應(yīng)力分割槽是一種操作容易、能夠有效均勻釋放殘余應(yīng)力，避免應(yīng)力集中，控制加工變形，穩(wěn)定尺寸精度和形位精度的方法。
[0005]僅采用高速加工方法，零件變形量一般在:1.5?3mm ;采用應(yīng)力分割槽，不在高速加工狀態(tài)，零件變形量一般在?1.5mm，不能滿足精加工的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是要解決單純采用高速加工方法，或采用應(yīng)力分割槽，不在高速加工狀態(tài)下加工的方法，精密結(jié)構(gòu)件加工變形大，工序多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，工藝不穩(wěn)定的問(wèn)題，而提供一種精密結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力和加工變形控制方法。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是按照以下技術(shù)方案實(shí)施的:
一種精密結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力和加工變形控制方法，包括以下步驟:
1)在精密結(jié)構(gòu)件正面距周邊8?1mm加工出應(yīng)力分隔槽，槽寬為10?16mm，槽深度為到成品尺寸0.5mm余量，切削參數(shù):
轉(zhuǎn)速:6000 ?8000 r/min,
進(jìn)給量:400 ?600 mm/min,
切削深度:1?1.5 mm，
刀具:硬質(zhì)合金刀具；
2)重復(fù)步驟I)在精密結(jié)構(gòu)件背面加工出應(yīng)力分割槽；
3)將上述正反面均加工出應(yīng)力分隔槽的精密結(jié)構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理； 4)將時(shí)效處理后的精密結(jié)構(gòu)件送入高速加工中心進(jìn)行精加工平面即得，切削參數(shù): 轉(zhuǎn)速:10000 ?12000 r/min，
進(jìn)給量:600 ?800 mm/min,
切削深度:0.2?0.5謹(jǐn)，
刀具:硬質(zhì)合金刀具。
[0008]本發(fā)明通過(guò)引入應(yīng)力分割槽，把高速加工與應(yīng)力分割槽有效結(jié)合，應(yīng)力分割槽均勻釋放了毛坯件原有殘余應(yīng)力，高速加工又減少了加工殘余應(yīng)力引入，抑制了殘余應(yīng)力的逐步積累，從而可獲得了加工變形小、無(wú)應(yīng)力集中的長(zhǎng)壽命結(jié)構(gòu)件。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明精密結(jié)構(gòu)件加工變形控制在0.015mm以內(nèi)，減少了多次熱校平和熱時(shí)效工藝，生產(chǎn)周期縮短25%，減輕了操作工勞動(dòng)強(qiáng)度，零件質(zhì)量一致性好，解決了光電型號(hào)裝備精密結(jié)構(gòu)件質(zhì)量、高效率和高可靠性切削加工瓶頸問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的流程圖；
圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，在此發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0012]如圖1所示的一種精密結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力和加工變形控制方法，包括以下步驟:
1)在精密結(jié)構(gòu)件正面距周邊8?1mm加工出應(yīng)力分隔槽，槽寬為10?16mm，槽深度為到成品尺寸0.5mm余量，切削參數(shù):
轉(zhuǎn)速:6000 ?8000 r/min,
進(jìn)給量:400 ?600 mm/min,
切削深度:1?1.5 mm，
刀具:硬質(zhì)合金刀具；
2)重復(fù)步驟I)在精密結(jié)構(gòu)件背面加工出應(yīng)力分割槽；
3)將上述正反面均加工出應(yīng)力分隔槽的精密結(jié)構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理；
4)將時(shí)效處理后的精密結(jié)構(gòu)件送入高速加工中心進(jìn)行精加工平面即得，切削參數(shù): 轉(zhuǎn)速:10000 ?12000 r/min，
進(jìn)給量:600 ?800 mm/min,
切削深度:0.2?0.5謹(jǐn)，
刀具:硬質(zhì)合金刀具。
[0013]如圖2所示，對(duì)薄壁板類零件I進(jìn)行加工，首先在零件I正面沿零件I四周加工出應(yīng)力分割槽2，應(yīng)力分割槽2距周邊8mm，寬10mm，深度留到成品尺寸0.5mm余量；再在零件I背面也加工出同樣的應(yīng)力分割槽2，時(shí)效處理后，精加工零件I平面，對(duì)有方窗的薄壁板類零件I，沿方窗四周留0.5 mm余量加工出應(yīng)力分割槽2。
[0014]通過(guò)上述措施，有效全面均化或降低了毛坯中的殘余應(yīng)力，避免了應(yīng)力集中，達(dá)到了控制或消除高精度薄壁板零件I加工變形。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種精密結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力和加工變形控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在精密結(jié)構(gòu)件正面距周邊8?1mm加工出應(yīng)力分隔槽，槽寬為10?16mm，槽深度為到成品尺寸0.5mm余量，切削參數(shù): 轉(zhuǎn)速:6000 ?8000 r/min, 進(jìn)給量:400 ?600 mm/min , 切削深度:1?1.5 mm， 刀具:硬質(zhì)合金刀具； 2)重復(fù)步驟I)在精密結(jié)構(gòu)件背面加工出應(yīng)力分割槽； 3)將上述正反面均加工出應(yīng)力分隔槽的精密結(jié)構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理； 4)將時(shí)效處理后的精密結(jié)構(gòu)件送入高速加工中心進(jìn)行精加工平面即得，切削參數(shù): 轉(zhuǎn)速:10000 ?12000 r/min， 進(jìn)給量:600 ?800 mm/min, 切削深度:0.2?0.5謹(jǐn)， 刀具:硬質(zhì)合金刀具。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精密結(jié)構(gòu)件殘余應(yīng)力和加工變形控制方法，包括以下步驟：1）在精密結(jié)構(gòu)件正面距周邊8～10mm加工出應(yīng)力分隔槽，槽寬為10～16mm，槽深度為到成品尺寸0.5mm余量；2）重復(fù)步驟1）在精密結(jié)構(gòu)件背面加工出應(yīng)力分割槽；3）將上述正反面均加工出應(yīng)力分隔槽的精密結(jié)構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理；4）將時(shí)效處理后的精密結(jié)構(gòu)件送入高速加工中心進(jìn)行精加工平面即得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明精密結(jié)構(gòu)件加工變形控制在0.015mm以內(nèi)，減少了多次熱校平和時(shí)效工藝，生產(chǎn)周期縮短25%，減輕了操作工勞動(dòng)強(qiáng)度，零件質(zhì)量一致性好，解決了光電型號(hào)裝備精密結(jié)構(gòu)件質(zhì)量、高效率和高可靠性切削加工瓶頸問(wèn)題。
【IPC分類】B23P15/00
【公開號(hào)】CN105598635
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410683778
【發(fā)明人】王三民, 許廣濤, 張燕春, 浮德民, 呂玉梅, 王明華, 李巧云, 孫俊霞, 睢德彩, 陳波
【申請(qǐng)人】河南平原光電有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2014年11月25日