端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工模具及加工方法技术

本发明专利技术涉及轻质合金制造技术领域，尤其涉及一种端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工模具及加工方法；加工模具包括：用于薄壁零件侧面内壁加工的铣加工模具和用于设有环形凹槽的薄壁端面加工的车加工模具；铣加工模具在薄壁零件的侧面设有周向环绕贴合侧面的护板；车加工模具设有对薄壁零件的中心环形端面外部压合的外部支撑结构和对薄壁零件的中心环形端面内部支撑的内部支撑结构，外部支撑结构、内部支撑结构用于加工环形凹槽时，薄壁零件保持稳定。加工模具解决了车加工刀具加工时第二端面的变形和震颤及铣加工时侧面震颤问题，实现对镁合金薄壁件侧壁和端面的高精度、稳定的加工。加工。加工。

【技术实现步骤摘要】
端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工模具及加工方法


[0001]本专利技术涉及轻质合金制造
，尤其涉及一种端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工模具及加工方法。

技术介绍

[0002]大型镁合金薄壁类零件在航空领域有着广泛需求，由于无法焊接加工且铸造工艺的尺寸难以满足精度要求，因而目前轻质合金中空零件的生产以机床加工为主(车、铣等)。
[0003]针对高精密度大型镁合金薄壁类零件，一种常见的加工方式是：将铸造成型的大型镁合金毛坯进行机床精加工获得更为精确的内部结构和尺寸；由于薄壁零件从外侧壁夹合容易导致零件变形，针对薄壁零件机床加工固定模具常采用在零件空腔内部支撑固定方式，一方面：此类模具固定挤占零件内腔空间，尤其影响针对零件内壁的精细加工，例如铣加工；另一方面，薄壁类零件在零件径向加工时易产生震颤，现有模具缺陷决定只能在待加工零件轴向一端固定，在另一端留有用于车床主轴进出开口端，导致开口端缺少模具固定导致震颤尤为严重，严重影响设备的加工精度；同时，针对大型镁合金薄壁类零件，由于径向截面曲率减小，零件侧壁的震颤现象更为严重。
[0004]目前市场上急需一种大型镁合金薄壁类零件的加工设备和加工方法，解决大型镁合金薄壁类零件加工时固定和因震颤导致加工精度降低问题。除此之外，镁合金材料精加工时，由于走刀速度慢，镁合金容易氧化甚至燃烧，镁合金加工始终存在严重的安全隐患；走刀速度过快，由于刀具和镁合金接触不稳定性增加，进一步加剧震颤；因而亟需对现有技术中镁合金机床加工工艺进行改进。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工模具及加工方法，用以解决现有技术问题中模具固定稳定性差、容易震颤和镁合金加工安全性差等问题中的至少一个。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种薄壁端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工模具，包括：铣加工模具和车加工模具；所述薄壁零件包括：第一端面、第二端面和连接第一端面与第二端面的侧面；第一端面为无遮挡的自由端面，第二端面为中空环形端面；第二端面中空环形内侧设有环形凹槽；
[0008]所述铣加工模具用于薄壁零件的侧面内壁铣加工，所述铣加工模具在薄壁零件的侧面设有周向环绕贴合侧面的护板；
[0009]所述车加工模具用于薄壁零件的设有环形凹槽的薄壁端面的车加工，所述车加工模具设有对薄壁零件的中空环形端面外部压合的外部支撑结构和对薄壁零件的中心环形端面内部支撑的内部支撑结构，所述外部支撑结构、所述内部支撑结构使得加工环形凹槽时薄壁零件保持稳定。
[0010]优选的，所述车加工模具同时与薄壁零件的第一端面、第二端面固定连接，使得薄壁零件固定于车加工模具。
[0011]优选的，所述车加工模具还包括：第二压板、第二底部固定件；所述外部支撑结构的一端与第二底部固定件固定连接，另一端与第二压板的外侧面压合连接；所述第二压板的内侧面与第二端面的外侧压合连接。
[0012]优选的，所述第二端面与第二压板的压合区域局部重合，所述第二端面的环形中心边缘设有未被第二压板遮挡并用于加工环形凹槽的区域。
[0013]优选的，所述外部支撑结构设有连接压板、第二拉杆及外部支撑杆；连接压板设有贯穿孔；第二拉杆与贯穿孔一一对应，第二拉杆的一端穿过贯穿孔并与连接压板固定连接，另一端与第二底部固定件固定连接；贯穿孔贯穿的一组侧面与第二压板平行设置，该组侧面中一侧面与第二压板的外边缘压合抵接。
[0014]优选的，所述外部支撑结构还设有外部支撑杆；所述外部支撑杆的一端与连接压板固定连接，另一端与第二底部固定件固定连接，且相对第二拉杆远离薄壁零件设置。
[0015]优选的，所述内部支撑结构的一侧与第二端面的内侧压合连接，另一侧与第二底部固定件固定连接。
[0016]优选的，所述铣加工模具同时与薄壁零件的第一端面、第二端面固定连接，使得薄壁零件固定于铣加工模具。
[0017]优选的，所述铣加工模具一端设有与所述第一端面压合连接的第一压板，另一端设有与所述第二端面压合连接的第一底部固定件；所述铣加工模具还设有第一拉杆；所述第一压板的周向外侧边缘与所述第一底部固定件的周向外侧边缘通过第一拉杆固定连接。
[0018]薄壁端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工方法，使用上述加工模具。
[0019]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0020](1)本专利技术采用特制的立车加工模具和铣加工模具加工端面设有环形凹槽的薄壁零件，采用“粗加工
‑
半精加工
‑
精加工”的加工方式，减少了薄壁材料累积应力导致的变形和机械损害，提高了加工精度；其中，每次加工均包含一次铣加工和一次车加工，本专利技术采用立车加工模具对薄壁零件的侧壁外圆逐渐车薄处理，侧壁刚性逐渐减弱，在后续铣加工中通过在铣加工模具设置护板，提高了薄壁零件毛坯侧面的刚度，护板在薄壁零件毛坯铣加工时，可以为径向两个方向提供支撑力，从而减少径向两个方向的震颤和变形；同时为了应对薄壁零件的侧壁刚性下降，避免侧壁在立车加工时变形，本专利技术在车加工模具中设置内部支撑结构、外部支撑结构将第二端面固定，保证了侧面铣加工窗口等结构的尺寸精度。
[0021](2)本专利技术通过在车加工模具中设置内部支撑结构、外部支撑结构，通过第二压板为薄壁零件提供在第二压板、第二底部固定件之间收紧压合的力，内部支撑结构、第二底部固定件为第二端面提供由薄壁零件内部向外部的支撑力，这两个相反方向的力使得第二压片受力平衡，实现第二端面固定，并减少车加工刀具加工时第二端面的变形和震颤，提高了加工精度。
[0022](3)本专利技术通过在车加工模具外部支撑结构设置连接压板、外部支撑杆、第二拉杆可以实现对薄壁零件边角稳定的压合固定，而不必像现有技术采用经过第二端面中心区域的长型连接压板，因而也改善了现有技术中薄壁件固定模具对车床刀具加工干扰的缺陷。
[0023](4)本专利技术通过在铣加工模具中设置第一压板、第一底部固定件、第一拉杆和护
板，在实现对薄壁零件压合固定的同时，大大减少了侧面加工时震颤对加工精度的不良影响；改善了现有技术中对薄壁零件侧面由内至外加工易震颤、加工精度差的缺陷。
[0024](5)本专利技术将护板通过第一拉杆径向固定，并与侧面周向环绕压合，提高了薄壁零件毛坯侧面的刚度，使得铣加工刀具对第一凹槽加工时，护板为侧面提供周向支撑力，该支撑力与铣加工刀具施力方向相反，因而使得薄壁零件毛坯稳定，不容易发生由外至内的震颤或变形；一方面，护板侧面及护板的圆拱形结构可以有效分散铣加工刀具的施力；另一方面，护板为侧面提供周向支撑力，是护板在其与侧面接触各点均匀施力，因而可以防止局部应力集中导致的薄壁零件毛坯侧面变形；因而，护板在薄壁零件毛坯铣加工时，可以为径向两个方向提供支撑力，从而减少径向两个方向的震颤和变形。
[0025](6)本专利技术通过设置护板的底部与第一底部固定件固定连接，护板的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工模具，其特征在于，包括铣加工模具和车加工模具；所述薄壁零件包括：第一端面、第二端面和连接第一端面与第二端面的侧面；第一端面为无遮挡的自由端面，第二端面为中空环形端面；第二端面中空环形内侧设有环形凹槽；所述铣加工模具用于薄壁零件的侧面内壁铣加工，所述铣加工模具在薄壁零件的侧面设有周向环绕贴合侧面的护板；所述车加工模具用于薄壁零件设有环形凹槽的薄壁端面的车加工，所述车加工模具设有对薄壁零件的中空环形端面外部压合的外部支撑结构和对薄壁零件的中心环形端面内部支撑的内部支撑结构，所述外部支撑结构、所述内部支撑结构使得加工环形凹槽时薄壁零件保持稳定。2.根据权利要求1所述的加工模具，其特征在于，所述车加工模具同时与薄壁零件的第一端面、第二端面固定连接，将薄壁零件固定于车加工模具。3.根据权利要求2所述的加工模具，其特征在于，所述车加工模具还包括：第二压板、第二底部固定件；所述外部支撑结构的一端与第二底部固定件固定连接，另一端与第二压板的外侧面压合连接；所述第二压板的内侧面与第二端面的外侧压合连接。4.根据权利要求3所述的加工模具，其特征在于，所述第二端面与第二压板的压合区域局部重合，所述第二端面的环形中心边缘设有未被第二压板遮挡并用于加工环形凹槽的区域。5.根据权利要求3所述的加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鹏飞，安文洁，宋毅，张风磊，石凡，孟凡杰，
申请(专利权)人：北京星航机电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：