异形长条状曲面零件加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种针对异形长条状曲面零件的加工方法。

背景技术

在发射管内来复线槽的加工中，需要在加工的来复线槽上方安装一个与来复线槽相匹配的长条形盖板，长条形盖板与来复线槽一起形成内来复线槽。如图1所示，这种长条形盖板覆盖安装在发射管的外壁上，其在长度方向上为与来复线槽相匹配的螺旋线型，在宽度方向上为与发射管外壁配合的圆弧面，形状比较复杂。并且，由于需要对来复线槽进行完整覆盖，零件的长度通常在1m以上；同时为了便于盖板在发射管上的固定连接，通常其宽度略大于来复线槽的宽度，其宽度往往只有十余毫米。并且，由于该长条形盖板的内圆弧面构成来复线槽的工作面，因此对该零件的内圆弧面及其宽度的加工精度要求较高，其中，零件的内圆弧面和宽度的加工精度要求在0～-0.05之间。

针对这种异形结构的零件采用传统的数铣方式加工时，由于结构复杂，通常需要采用四轴联动数铣机床进行加工，加工过程中在零件的装夹固定、二次装夹定位等方面都存在很大的困难，加工效率低，并且难以保证加工精度。同时，由于零件的长条状结构特点且硬度较高（32～36HRC），加工过程中会产生很大的切削力，很容易导致零件发生形变而不能满足加工精度的要求。

发明内容

本发明针对这种异形长条状曲面零件在加工过程中存在的上述技术问题，提供一种异形长条状曲面零件加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

异形长条状曲面零件加工方法，在圆管上沿其纵向方向加工至少两条穿透圆管的异形槽，所述异形槽是指其在长度方向上呈任意连续的曲线形结构，在相邻的两条异形槽之间成型得到异形长条状曲面零件。

作为对上述技术方案的进一步改进，在圆管上加工成型得到的异形槽为两端封闭的槽，使成型出的异形长条状曲面零件的两端分别连接在圆管上，然后将异形长条状曲面零件在两端位置处从圆管上切下来，得到异形长条状曲面零件。

作为对上述技术方案的进一步改进，在圆管上沿其圆周方向加工两条以上的异形槽，在每两条相邻的异形槽之间均成型出一个异形长条状曲面零件，然后将圆管两端在异形槽两端位置处切除，得到多个异形长条状曲面零件。

作为对上述技术方案的进一步改进，在圆管上加工异形槽的过程中，在异形槽靠底部位置加工成型出一段或多段具有一定宽度和厚度的连接段，该连接段对圆管上位于该异形槽两侧的部分形成连接。

作为对上述技术方案的进一步改进，至少在异形槽长度方向上位于靠中间的位置处加工成型出一段连接段。

作为对上述技术方案的进一步改进，完成异形槽的加工后，在将异形长条状曲面零件从圆管上切下来之前，将连接段从圆管上加工掉。

作为对上述技术方案的进一步改进，在加工异形槽之前将圆管内表面和外表面加工到异形长条状曲面零件内表面和外表面的设计要求尺寸和精度。

作为对上述技术方案的进一步改进，在对圆管加工之前先将其热处理到异形长条状曲面零件设计要求的硬度。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述异形槽在长度方向上呈螺旋线形。

针对异形长条状曲面零件的结构特点，采用在钢管上加工异形槽的方式，在相邻的异形槽之间成型出异形长条状曲面零件，使零件在加工过程中不仅装夹定位方便，加工条件容易满足，而且零件的加工更好实现，整个加工过程操作方便，提高了加工效率，并且很好地保证了零件的加工精度。

在加工异形槽的过程中，保留靠近钢管的两端部分不加工，在方便加工过程中进行定位装夹的同时，由于整个加工过程中待成型的零件两端始终固定连接在钢管上，从而能够减少加工过程中切削力对零件的影响，防止零件发生变形，从而保证零件的加工精度。此时，采用在钢管上同时加工两个以上的异形槽，能够同时完成多件零件的加工，大大提高了加工效率。

在加工异形槽的过程中，在异形槽的中间位置保留一段呈环状的连接段不加工，通过该连接段对位于异形槽两侧的钢管/成型的零件进行连接，保持钢管的整体性，从而在异形槽的加工过程中能够减少切削力对零件带来的形变，使零件加工精度能够达到设计要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中待加工成型的长条形盖板零件结构示意图。

图2为本发明中在圆管上加工异形槽和异形槽内连接段的结构示意图。

图3为图2中所示结构的主视图。

图4为图3中C-C向截面示意图。

图5为本发明中在钢管上加工成型的长条形盖板零件结构示意图。

图中：1、长条形盖板零件，2、连接段，3、异形槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

以加工成型图1所述的长条形盖板零件1为例，对本发明的加工方法进行详细的说明，该长条形盖板零件用于安装到发射管外表面加工的来复线槽上，与发射管外表面的来复线槽一起形成发射管内来复线槽结构。该长条形盖板零件整体呈长条形结构，并且在长度方向上为与来复线槽相匹配的螺旋状，其两侧侧面为螺旋线型面，在宽度方向上为与发射管外壁配合的圆弧面。在加工尺寸上，长条形盖板零件的长度通常在1m以上，宽度则只有十余毫米，且零件的内圆弧面精度要求在0～-0.05，零件在宽度方向的精度也要求在0～-0.05，整体加工精度要求高，加工难度大。同时，零件在硬度上也有很高的要求，以采用45钢为例，调制后硬度要求达到32～36HRC，并且需要在加工之前进行热处理，由于材料硬度较高，加工过程中产生的切削力较大，很容易造成零件的形变。

针对上述零件采用传统的加工方式，不仅需要设计专用的装夹工装，而且采用一台4轴联动数控机床加工一天只能加工1件，并且对加工人员的加工能力要求较高，加工效率低下，即使这样也同样难以保证加工质量和精度，加工报废率高。

根据该长条形盖板零件的结构特点，本发明中选取合适规格的钢管，对钢管进行装夹，然后在钢管上沿其纵向方向加工与长条形盖板零件相匹配的呈螺旋线型的异形槽，此时在相邻的两条异形槽之间即可成型得到该长条形盖板零件。

下面结合长条形盖板零件的具体加工过程对本发明加工方法进行进一步的说明，包括以下步骤：

S1、选取合适规格的钢管，钢管内径、外径与长条形盖板零件的内表面和外表面的弧面直径相匹配，对钢管进行热处理，使其硬度达到长条形盖板零件的硬度要求；在数控车床上将钢管内表面和外表面分别加工到零件内表面和外表面的设计要求尺寸和精度。

S2、在4轴联动数控铣床上，对加工后的钢管两端固定装夹，设置加工参数，在钢管上沿其圆周方向依次加工呈螺旋线型的异形槽3，异形槽3在圆管上呈两端封闭的槽，此时在每两条相邻的异形槽之间均成型出一个长条形盖板零件1，长条形盖板零件的两端分别固定连接在钢管上。采用这种加工方式，钢管在数控铣床上加工时，不仅装夹定位方便，而且在成型长条形盖板零件的过程中，长条形盖板与钢管之间始终能够形成稳定的连接，这样可以有效防止零件的加工过程中发生形变。

由于长条形盖板零件长度较长，且形状不规则，并且加工过程中的切削力较大，仅靠长条形盖板零件两端的固定连接往往难以保证零件整体的稳定性；因此，在钢管上加工成型异形槽的过程中，铣削加工异形槽时，在异形槽靠底部位置留出一段或多段不铣，此时在异形槽底部成型出一段或多段具有一定宽度和厚度的连接段2，通过该连接段在异形槽的加工过程中对异形槽两侧的部分进行连接。在连接段的设置上，至少在异形槽长度方向上位于靠中间的位置处加工成型出一段连接段，这样在异形槽成型的过程中，连接段在异形槽中间位置对其两侧的钢管部分进行连接，从而可增加在加工过程中长条形盖板零件在钢管上的稳定连接，减小切削力所导致的形变。如图2、图3和图4所示，连接段的宽度和厚度可以根据需要进行设置，如将其厚度预留为0.05mm，能够保持稳定的连接即可，同时也方便后序加工中将其去除。

S3、在完成钢管上沿周向方向所有异形槽的加工后，将上一步骤中加工预留的连接段铣掉，如图5所示，然后将钢管两端在位于异形槽两端的位置处切除，此时即可得到多个异形长条状曲面零件。

本发明将针对异形长条状曲面零件的加工过程分解为对钢管内表面、外表面进行加工的步骤和在钢管上加工异形槽的步骤，通过将异形长条状曲面零件各个成型面的加工转化到对钢管的加工操作，使加工过程中的装夹更加简单，装夹定位精度高，并且不需要另外设计专用的装夹工装。通过在步骤上进行分解，对零件的各个成型面在不同的步骤中分别加工，使一些难以加工的成型面的加工过程变得简单，并且能够很好地保证零件各加工面的加工精度；同时，通过对在钢管上异形槽的加工过程进行控制，能够在保证零件两侧螺旋线型面加工精度的同时，防止零件在加工过程中发生形变，保证零件的加工质量。

采用该加工方法后，在钢管上一次装夹加工即可得到多个长条形盖板零件，一天能够加工十余件，加工效率提高了十多倍。

在本发明的描述中，需要说明的是，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。