一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法技术

本发明专利技术公开了一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法，包括以下步骤：1）在精密结构件正面距周边8～10mm加工出应力分隔槽，槽宽为10～16mm，槽深度为到成品尺寸0.5mm余量；2）重复步骤1）在精密结构件背面加工出应力分割槽；3）将上述正反面均加工出应力分隔槽的精密结构件进行时效处理；4）将时效处理后的精密结构件送入高速加工中心进行精加工平面即得。与现有技术相比，本发明专利技术精密结构件加工变形控制在0.015mm以内，减少了多次热校平和时效工艺，生产周期缩短25%，减轻了操作工劳动强度，零件质量一致性好，解决了光电型号装备精密结构件质量、高效率和高可靠性切削加工瓶颈问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精密结构件金属切削加工领域，特别是一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法。
技术介绍
随着光电武器装备向轻量化、智能化方向的发展，大量采用薄壁结构件，这类零件大都具有结构复杂、形状特异、薄壁、精度要求高等特点,且一般为整机或部件的关键件或重要件。这类零件在加工过程中极易产生变形，在造成零件加工不合格众多因素中，40%～60%是由零件的加工变形引起的。高精度结构件加工变形，已成为型号装备、国家“高新工程”和公司重点产品制造技术中影响加工精度和加工质量的关键因素，是制约型号装备研制，型号装备批生产的重大瓶颈问题。研究表明，影响结构件加工变形的主要成因：毛坯件残余应力的释放、切削力、切削热。结构件的最终变形是各种残余应力叠加后的结果，其中残余应力是变形的最重要因素。高速加工能够使切削力大幅度降低，切削热减少，可有效减少新的残余应力产生，但它不能降低加工变形的最重要因素——毛坯件残余应力，它只影响初始残余应力的释放和重新分布，对控制变形有限。残余应力是结构件加工变形的根源，如果能够有效降低或均匀释放毛坯件残余应力水平，必将大大降低工件的变形潜能，控制加工变形。应力分割槽是一种操作容易、能够有效均匀释放残余应力，避免应力集中，控制加工变形，稳定尺寸精度和形位精度的方法。仅采用高速加工方法，零件变形量一般在：1.5～3mm；采用应力分割槽，不在高速加工状态，零件变形量一般在：1～1.5mm，不能满足精加工的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决单纯采用高速加工方法，或采用应力分割槽，不在高速加工状态下加工的方法，精密结构件加工变形大，工序多，生产周期长，工艺不稳定的问题，而提供一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法。为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法，包括以下步骤：1）在精密结构件正面距周边8～10mm加工出应力分隔槽，槽宽为10～16mm，槽深度为到成品尺寸0.5mm余量，切削参数：转速：6000～8000r/min，进给量：400～600mm/min，切削深度：1～1.5mm，刀具：硬质合金刀具；2）重复步骤1）在精密结构件背面加工出应力分割槽；3）将上述正反面均加工出应力分隔槽的精密结构件进行时效处理；4）将时效处理后的精密结构件送入高速加工中心进行精加工平面即得，切削参数：转速：10000～12000r/min，进给量：600～800mm/min，切削深度：0.2～0.5mm，刀具：硬质合金刀具。本专利技术通过引入应力分割槽，把高速加工与应力分割槽有效结合，应力分割槽均匀释放了毛坯件原有残余应力，高速加工又减少了加工残余应力引入，抑制了残余应力的逐步积累，从而可获得了加工变形小、无应力集中的长寿命结构件。与现有技术相比，本专利技术精密结构件加工变形控制在0.015mm以内，减少了多次热校平和热时效工艺，生产周期缩短25%，减轻了操作工劳动强度，零件质量一致性好，解决了光电型号装备精密结构件质量、高效率和高可靠性切削加工瓶颈问题。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术一种实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，在此专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。如图1所示的一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法，包括以下步骤：1）在精密结构件正面距周边8～10mm加工出应力分隔槽，槽宽为10～16mm，槽深度为到成品尺寸0.5mm余量，切削参数：转速：6000～8000r/min，进给量：400～600mm/min，切削深度：1～1.5mm，刀具：硬质合金刀具；2）重复步骤1）在精密结构件背面加工出应力分割槽；3）将上述正反面均加工出应力分隔槽的精密结构件进行时效处理；4）将时效处理后的精密结构件送入高速加工中心进行精加工平面即得，切削参数：转速：10000～12000r/min，进给量：600～800mm/min，切削深度：0.2～0.5mm，刀具：硬质合金刀具。如图2所示，对薄壁板类零件1进行加工，首先在零件1正面沿零件1四周加工出应力分割槽2，应力分割槽2距周边8mm，宽10mm，深度留到成品尺寸0.5mm余量；再在零件1背面也加工出同样的应力分割槽2，时效处理后，精加工零件1平面，对有方窗的薄壁板类零件1，沿方窗四周留0.5mm余量加工出应力分割槽2。通过上述措施，有效全面均化或降低了毛坯中的残余应力，避免了应力集中，达到了控制或消除高精度薄壁板零件1加工变形。本专利技术的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本专利技术的技术方案做出的技术变形，均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在精密结构件正面距周边8～10mm加工出应力分隔槽，槽宽为10～16mm，槽深度为到成品尺寸0.5mm余量，切削参数：转速：6000～8000 r/min，进给量：400～600 mm/min，切削深度：1～1.5 mm，刀具：硬质合金刀具；2）重复步骤1）在精密结构件背面加工出应力分割槽；3）将上述正反面均加工出应力分隔槽的精密结构件进行时效处理；4）将时效处理后的精密结构件送入高速加工中心进行精加工平面即得，切削参数： 转速：10000～12000 r/min， 进给量：600～800 mm/min， 切削深度：0.2～0.5 mm， 刀具：硬质合金刀具。

【技术特征摘要】
1.一种精密结构件残余应力和加工变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在精密结构件正面距周边8～10mm加工出应力分隔槽，槽宽为10～16mm，槽深度为到成品尺寸0.5mm余量，切削参数：
转速：6000～8000r/min，
进给量：400～600mm/min，
切削深度：1～1.5mm，
刀具：硬质合金刀具；
2）重...

【专利技术属性】
技术研发人员：王三民，许广涛，张燕春，浮德民，吕玉梅，王明华，李巧云，孙俊霞，睢德彩，陈波，
申请(专利权)人：河南平原光电有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41