[发明专利]衬套薄壁零件加工变形的控制方法

摘要

本发明提出的一种衬套薄壁零件加工变形的控制方法，旨在提供一种有效地控制铝合金薄壁类零件加工变形,使其变形在可控制范围内，具有质量稳定可靠的变形控制方法。本发明通过下述技术方案予以实现采用有限元分析模型文件和仿真模块进行应力有限元分析和应力应变状态趋势进行分析，用分块二阶20节点六面体单元进行网格划分，找到具体变形区域及变形量；选取变形最小的方案，制定工艺加工方案；进行半精加工后增加热处理去应力，消除半精加工中产生的加工应力变形，再进行精加工，将外圆、内孔圆度控制在0.02mm内。数控车削精加工内孔、外圆，壁厚差≤0.01；切断夹持部分，加工端面，保证总长。本发明解决了衬套薄壁零件加工难题，合格率可提高到90％以上。

主权项

一种衬套薄壁零件加工变形的控制方法，其特征在于包括如下步骤： 1）采用 UGNX有限元分析模型文件和NX 仿真模块 NX.NASTRAN进行应力有限元分析和加工切削的应力应变状态趋势进行分析，将衬套体分割成若干单一的拉伸几何体，对这些几何体使用二阶20节点六面体单元进行网格划分，然后根据车削加工负载对应的切削力，施加载荷于衬套薄壁零件切断位置处，进行全局敏感度分析，得到精加工切断各个时间步的应力曲线分布，找到具体变形区域及变形量；2）分析结果值按从最小值到最大值排列，选取变形最小的方案，将有限元分析及消除加工应力试验纳入工艺规程，确定工艺路线，制定工艺加工方案：针对轴承衬套结构及加工过程中产生变形难点，先在衬套薄壁零件内孔中铣出贯穿槽和不通槽，车削内圆槽，进行半精加工后再精加工出衬套薄壁零件的外圆；3）进行半精加工后增加热处理去应力，消除半精加工中产生的加工应力变形，再进行精加工，将外圆、内孔圆度控制在0.02mm内，数控车削精加工内孔、外圆，壁厚差≤0.01；切断夹持部分，加工端面，保证总长；4）在数控机床上采用夹具装夹夹持衬套薄壁零件，在轴向施加夹持力，夹具阶梯芯轴与工件内孔配合，工件一端与阶梯芯轴的非配合外圆的端面无缝接触；实心夹持部分长度为衬套薄壁零件长度尺寸1.5倍，软爪夹持夹具压力0.5MPa以内，使衬套薄壁零件在径向不受力，数控车实心夹持部分。