一种精密大尺寸刚性管组件加工工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工领域，特别涉及了一种精密大尺寸刚性管组件加工工艺方法。
【背景技术】
[0002]精密大尺寸刚性管组件结构特殊，由一根壁厚为Imm的毛坯管和两个机械加工零件焊接而成，组件总长463_，管子直径Φ57_。组件尺寸精度、形状和位置精度要求高，例如小端内孔及外圆相对于大端外圆的同轴度不大于Φ0.08mm,大端内孔相对于大端外圆的跳动不大于0.02mm,小端渗碳内孔表面粗糙度值Ra不大于0.1 μ m。由于管组件采用焊接结构，尺寸大、壁薄，一端内孔要求渗碳，因此，工艺性非常不好。采用常规工艺加工的组件形状和位置精度不合格，一直超差交付。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是解决精密大尺寸刚性管组件的加工难题，特提供了一种精密大尺寸刚性管组件加工工艺方法。
[0004]本发明提供了一种精密大尺寸刚性管组件加工工艺方法，其特征在于:所述的精密大尺寸刚性管组件加工工艺方法，大端接头留组合加工余量，在组件上进行精加工；为避开焊接变形产生的两端接头外圆不同轴的问题，焊接后在普通车床上先将卧式坐标镗床上用的定位基准①、②、④一次加工出来，见图1，消除在卧式坐标镗床上的定位装夹变形；然后在卧式坐标镗床上镗两端内孔，即找正小端渗碳内孔③，镗大端大内孔⑤、大端外端面⑦和小端端面⑧，作为后续工序的精加工基准；
[0005]加工工艺路线为:
[0006]管料检验一配齐零件一清洗配件一打光待焊处一扩口与收口一装配定位焊一电子束焊一打磨焊瘤一X光检查一补焊一消除应力热处理一标印一车两端基准一打磨锐边—镗孔一打磨锐边一车两端外形一打磨锐边一车大端内腔一打磨锐边一磨内孔一钻四孔—打磨锐边一清洗一磁力探伤一荧光检查一清洗一最终检验一油封。
[0007]组件定位焊工序见图2所示，用专用夹具装夹，以大端接头内孔和内端面以及小端接头内孔为基准，压紧小端接头端面，定位焊均布8点；
[0008]焊接参数如下:焊丝牌号H0Cr20Nil0Ti，焊丝直径Φ 1.0?1.6mm，焊枪喷嘴直径Φ 1mm,氧气流量:焊枪8?10L/min,背面6?8L/min,鹤极直径Φ2.0mm ;电流种类极性:直流正接，焊接电流25?40A，助燃剂:否。
[0009]在定位焊时，为防止定位焊和电子束焊变形，预先测量毛坯管外圆与小端接头、大端接头搭接处的尺寸，采取扩口与收口工艺，保证焊接间隙接近O。
[0010]车两端基准加工方案:
[0011]为消除组件装夹变形，先进行粗加工，给精加工单面留0.05mm的加工余量。精车时松开压紧螺母，用手劲重新拧紧压紧螺母，此时压表检测端面不允许有变形。
[0012]加工参数:粗车大端主轴转速n = 160r/min进给转速f = 10.9mm/min ap=0.3mm 单面加工余量 0.3mm精车大端主轴转速 n = 160r/min 进给转速f =10.9mm/min ap = 0.05mm 单面加工余量 0.05mm粗车小端主轴转速 n = 240r/min进给转速f = 16.3mm/min ap = 0.45mm单面加工余量0.45mm精车小端主轴转速η=240r/min 进给转速 f = 16.3mm/min ap = 0.05mm 单面加工余量 0.05mm
[0013]组件镗孔加工方案:
[0014]在卧式坐标镗床上，在装夹组件时，为防止组件装夹变形，在两端压紧部位组件内孔塞上铝塞，小端留出一段距离供加工前找正用。
[0015]加工参数:主轴转速η = 70 r/min 进给转速f = 10mm/min ap =? 0.5mm 内孔和端面单面加工余量各1.0mm。
[0016]组件车两端外形加工方案:
[0017]组件车两端外形工序，为保证大端接头大内孔相对于大端接头小外圆、内端面的圆跳动不大于0.02mm的要求，以大端接头大内孔定位加工大端接头小外圆、内端面，为保证大端接头小外圆相对于大端接头内端面的圆跳动不大于0.015mm的要求，以及小端接头外圆相对于大端接头小外圆的圆跳动不大于0.03mm的要求,采用在一次装夹下，同时加工大端接头小外圆、内端面和小端接头外圆。
[0018]在普通车床上，装夹，以大端接头大内孔及内端面和小端接头渗碳内孔定位，压紧小端接头端面。车加工大端接头小外圆、内端面、大外圆、外锥面、倒角，然后再车加工小端接头外圆、倒角，密封槽。
[0019]为消除组件装夹变形，先进行粗加工，给精加工单面留0.05mm的加工余量。精车时松开压紧螺母，用手劲重新拧紧压紧螺母，此时压表检测端面不允许有变形。
[0020]加工参数:
[0021]粗车大端主轴转速n= 160r/min进给转速f = 10.9mm/min
[0022]ap = 0.3mm 单面加工余量 0.6mm ；
[0023]精车大端主轴转速n = 160r/min进给转速f = 10.9mm/min
[0024]ap = 0.05mm 单面加工余量 0.05mm ；
[0025]粗车小端主轴转速n = 240r/min进给转速f = 16.3mm/min
[0026]ap = 0.5mm 单面加工余量 1.0mm ；
[0027]精车小端主轴转速n = 240r/min进给转速f = 16.3mm/min
[0028]ap = 0.05mm 单面加工余量 0.05mm ；
[0029]组件磨内孔加工方案:
[0030]组件磨内孔工序，为保证小端内孔相对于大端接头小外圆的同轴度不大于0.08mm的要求，以及小端内孔的圆柱度不大于0.04_、表面粗糙度Ra0.1 μ m的要求,采用在内圆磨床上，胀紧夹具，以大端接头大内孔和内端面定位，采用中心架辅助支撑小端接头外圆，加工前先找正夹具配合表面圆跳动不大于0.01mm，然后装上组件后再通过找正大端接头小外圆和小端接头外圆圆跳动不大于0.0lmm,来保证小端内孔相对于大端接头小外圆的同轴度不大于0.08mm的要求。通过采用粗磨内孔去除大部分余量，然后精磨内孔，并优化工艺参数的方法，最终保证小端内孔的表面粗糙度Ra0.1 μ m的要求。采用白刚玉砂轮进行磨削。
[0031]加工参数:
[0032]粗加工:主轴转速η = 80?90r/min磨削深度ap = 0.01?0.02mm/行程
[0033]单面磨削余量0.08mm砂轮进给方向为轴向进给；
[0034]精加工:主轴转速η = 80?90r/min磨削深度ap = 0.005mm/行程；单
[0035]面磨削余量0.03mm砂轮进给方向为轴向进给。
[0036]本发明的优点:
[0037]本发明所述的精密大尺寸刚性管组件加工工艺方法，工艺路线合理，适用于渗碳内孔精密加工，解决了精密大尺寸刚性管组件的加工难题，满足加工要求，降低加工成本。
【附图说明】
[0038]下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明:
[0039]图1为零件主视图的剖视图；
[0040]图2为定位焊工序装夹TJK意图；
[0041]图3为车两端工序主视图的剖视图；
[0042]图4为车两端工序用装夹示意图。
【具体实施方式】
[0043]实施例1
[0044]本实施例提供了一种精密大尺寸刚性管组件加工工艺方法，其特征在于:所述的精密大尺寸刚性管组件加工工艺方法，大端接头留组合加工余量，在组件上进行精加工；为避开焊接变形产生的两端接头外圆不同轴的问题，焊接后在普通车床上先将卧式坐标镗床上用的定位基准①、②、④一次加工出来，见图1，消除在卧式坐标镗床上的定位装夹变形；然后在卧式坐标镗床上镗两端内孔，即找正小端渗碳内孔③，镗大端大内孔⑤、大端外端面⑦和小端端面⑧，作为后续工序的精加工基准；
[0045]加工工艺路线为:
[0046]管料检验一配齐零件一清洗配件一打光待焊处一扩口与收口一装配定位焊一电子束焊一打磨焊瘤一X光检查一补焊一消除应力热处理一标印一车两端基准一打磨锐边—镗孔一打磨锐边一车两端外形一打磨锐边一车大端内腔一打磨锐边一磨内孔一钻四孔—打磨锐边一清洗一磁力探伤一荧光检查一清洗一最终检验一油封。
[0047]组件定位焊工序见图2所示，用专用夹具装夹，以大端接头内孔和内端面以及小端接头内孔为基准，压紧小端接头端面，定位焊均布8点；
[0048]焊接参数如下:焊丝牌号H0Cr20Nil0Ti，焊丝直径ΦΙ.Οπιπι，焊枪喷嘴直径Φ 1mm,氩气流量:焊枪8L/min，背面6L/min，钨极直径Φ2.0mm ;电流种类极性:直流正接，焊接电流25A，助燃剂:否。
[0049]在定位焊时，为防止定位焊和电子束焊变形，预先测量毛坯管外圆与小端接头、大端接头搭接处的尺寸，采取扩口与收口工艺，保证焊接间隙接近O。
[0050]车两端基准加工方案:
[0051]为消除组件装夹变形，先进行粗加工，给精加工单面留0.05mm的加工余量。精车时松开压紧螺母，用手劲重新拧紧压紧螺母，此时压表检测端面不允许有变形。
[0052]加工参数:粗车大端主轴转速n = 160r/min进给转速f = 10.9mm/min ap=0.3mm 单面加工余量 0.3mm精车大端主轴转速 n = 160r/min 进给转速f =10.9mm/min ap = 0.05mm 单面加工余量 0.05mm粗车小端主轴转速 n = 240r/min进给转速f = 16.3mm/min ap = 0.45mm单面加工余量0.45mm精车小端主轴转速η=240r/min 进给转速 f = 16.3mm/min ap = 0.05mm 单面加工余量 0.05mm
[0053]组件镗孔加工