[发明专利]控制超薄壁铝合金高精度管嘴密封槽车削变形方法及夹具

说明书

本发明公开了一种控制超薄壁铝合金高精度管嘴异型密封槽车削加工变形夹具和方法，夹具包括外径连续可变的弹性涨套支撑体(4)、开口涨圈(5)和夹具体(6)，弹性涨套支撑体(4)与夹具体(6)可拆卸连接，开口涨圈(5)置于弹性涨套支撑体(4)的外周面上，夹具体(6)与机床相连。本发明利用异形密封槽管嘴的内孔定位，依靠夹具型面与管嘴内孔圆弧面接近360°贴合，保证夹具定位夹紧时夹紧力呈圆周法向均匀分布，避免超薄壁铝合金零件装夹变形、切削变形，同时在加工过程中保证夹紧力的指向始终和刀具与零件接触点对称受力，实现零件变形的有效控制。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域,具体涉及超薄铝合金高精度管嘴密封槽车削过程中变形的控制方法以及对应的变形控制装置。

背景技术

如图5和图6所示,一种航空铝制换热器产品，在产品首次加工过程中，用传统的加工方法无法满足设计要求，即：除了该产品管嘴型面复杂，加工位置壁厚较薄，且管嘴直径尺寸的圆度要求0.1mm，管嘴型面的表面粗糙度要求1.6。由于加工过程零件发生变形，薄壁件加工过程产生切削震动，表面光洁度差、管嘴型面误差大、零件各部位的形状误差不易保证。实际加工结果为：圆度1mm，粗糙度在1.6和3.6之间。偏离设计要求，造成批量报废,使产品在实现过程中出现了工艺技术瓶颈，无法完成产品交付，已严重影响到科研生产进度。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制超薄壁铝合金高精度管嘴密封槽车削变形方法及夹具，减小加工过程超薄壁件的切削振动现象，同时尽可能减小超薄壁环类零件装夹不均匀造成零件变形，避免在加工完成后卸掉支撑工装引起零件变形从而影响产品精度。

为了解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：即一套车削加工变形控制方法，同时根据该方法制作了加工变形控制夹具。

超薄壁铝合金高精度管嘴密封槽车削夹具，包括外径连续可变的弹性涨套支撑体、开口涨圈和夹具体；

所述弹性涨套支撑体与夹具体可拆卸连接；

所述开口涨圈置于弹性涨套支撑体的外周面上；

所述夹具体与机床相连。

优选的，所述弹性涨套支撑体非变形状态下的外径小于开口涨圈非变形状态下的的内径，所述开口涨圈非变形状态下的外径小于待加工零件内孔直径，弹性涨套支撑体与开口涨圈之间的间隙可以提高零件制造精度。

优选的，非变形状态下的弹性涨套支撑体外径和非变形状态下的开口涨圈内径之差大于待加工零件内孔直径与非变形状态下的开口涨圈外径之差。

优选的，所述弹性涨套支撑体包括与夹具体可拆卸连接的连接部，沿着所述连接部的外周向面间隙均布有分瓣式结构，所述分瓣式结构包括用于支撑开口涨圈内径表面的支撑部，所述支撑部通过径向连接块与连接部相连，且径向连接块与支撑部和连接部中至少一个为非垂直连接关系。

优选的，所述连接部呈圆环状，其内环面通过螺纹与夹具体相连，所述径向连接块呈扇形，所述支撑部为弧形块。

优选的，所述弹性涨套支撑体采用弹簧钢材料制备，其分瓣式结构的数量为奇数，选择奇数分瓣结构可以降低加工过程中的机构自身振动。

优选的，所述支撑部的弧形外表面上有环槽结构，环槽宽度约为开口涨圈宽度的二分之一。环形槽的开设有利于减小装配接触面过定位，提高定位装夹精度。

优选的，所述夹具体包括依次连接的第一芯轴段、第二芯轴段、第三芯轴段，所述第一芯轴段与螺母和垫片相连，所述第二芯轴段与弹性涨套支撑体相连，所述第三芯轴段的外径大于等于待加工零件的外径。

优选的，所述开口涨圈的切口宽度满足在其膨胀变形后接近360°贴合待加工零件的内孔表面。