鋁合金五通管接頭零件的機械加工方法與流程

2024-02-19 06:21:15

本發明屬於數控加工技術領域，具體為一種鋁合金五通管接頭件的機械製造方法。

背景技術：

隨著飛彈彈體油箱結構的日益複雜，油箱零部件的機械加工難度不斷增大。在油箱油路結構中，接頭構件主要用於燃油的分流，其結構特點為：結構緊湊、剛性差；五個接頭相貫，同軸度要求高；包含五個細長孔，長徑比接近10；接頭處表面粗糙度要求高。

從機械加工角度看，該類構件的加工區域狹小，裝夾定位困難，加工過程中需要克服刀具的加工幹涉和細長軸變形等問題，且該工件加工中需要多次裝夾，同軸度不易保證，還面臨著細長孔加工中容易產生鑽頭折斷的問題。

該類零件加工中通常需要設計專用裝夾工裝，本發明提出了一種機械加工方法，設計了專用的數控車削工裝，所加工產品的各項指標滿足設計要求和使用要求，該工藝方法可遷移到油箱類零件多接頭管路的機械加工中。

技術實現要素：

本發明提出一種鋁合金五通管接頭件的機械加工方法，設計了機械加工工藝方案和專用車削加工工裝。

本發明的鋁合金五通管接頭零件的機械加工方法包括：步驟一，利用三軸數控銑床加工出料胚，所述料胚由六個柱體組成，兩兩相對的柱體共用一條軸線，三條軸線彼此垂直；步驟二，根據料胚形狀和尺寸製作裝夾定位工裝；步驟三，將料胚的一個柱體插入卡裝夾定位工裝的定位孔中進行卡固，並將裝夾定位工裝安裝固定在tc65數控車削中心設備的加工臺上，保證與插入定位孔中的柱體相對一個柱體位於加工的位置；步驟四；完成對料胚的一個柱體的加工，然後，重複上述步驟一至步驟三，直至完成對五個柱體的加工。

優選所述裝夾定位工裝為柱臺的中間具有用於插入所述柱體的定位孔，在柱臺的上面，具有配合所述柱體形狀的圍繞定位孔的四個定位卡槽，在所述裝夾定位工裝的底面具有用於安裝固定在加工臺上的安裝座。

所述裝夾定位工裝的定位卡槽的側壁上均具有螺紋通孔，用以通過頂絲將料胚固定。

優選採用g96恆定切削速度的方式，在粗加工中吃刀量為0.3-0.5mm，主軸轉速120r/min，切削速度1m/min；精加工中單邊去量0.2mm。

本發明主要利用tc65數控車削中心設備完成了一種飛彈油箱用分油路接頭的加工，克服了工件加工中剛度差、同軸度要求高的問題，所加工的產品尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等性能指標合格，產品質量優良，該方法生產周期短、效率高，可以推廣應用到類似零件的加工製造過程。

附圖說明

圖1為本發明所述的五通管接頭三維模型示意圖。

圖2為本發明所述的五通管接頭工序料胚示意圖。

圖3為本發明所述車削加工工裝1示意圖。

圖4為本發明所述車削加工工裝2示意圖。

圖5為工裝1的裝配圖。

圖6為工裝2的裝配圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

本發明人針對某油箱中用於燃油分流的五通管接頭零件(如圖1所示)的結構特點和加工要求，確定的機械加工方案是：設計了數控加工過程中的工序模型(如圖2所示)，解決了零件剛性弱、同軸度高、加工易產生幹涉等問題，完成了零件的加工流程。

圖1所示為五通管接頭成品示意圖。具有五個相連通的管接頭和一個基座。為了加工五通管接頭，首先需要準備如圖2所示的料胚。料胚是在作為基座的方柱體上具有五個用於加工管接頭的圓柱體的形狀，其中四個圓柱體的軸線位於同一平面，相對的兩個圓柱體為同一軸線，並且該軸線與另外兩個同軸相對的兩個圓柱體的軸線垂直。剩下一個圓柱體與方柱體為同一軸線，並且這條軸線與四個圓柱體的軸線所在平面垂直。利用三軸數控對該料胚進行銑削加工，將五個圓柱體加工成圖1所示的管接頭的形狀，並精確加工五個管接頭之間相互連通的中間通孔。

為了實現數控車削加工過程中零件的裝夾定位，同時滿足工件高同軸度要求的特點，本發明人設計了如圖3、圖4所示的用於車削加工的裝夾定位工裝1和裝夾定位工裝2。並同時設計了專用保護套，輔助零件的流轉保護等。

如圖3所示，裝夾定位工裝1為柱臺的中間具有定位方孔，用於在插入料胚的方柱體，在方定位孔的周圍具有四個配合圓柱體形狀的定位卡槽，用於卡住四個圓柱體，在裝夾定位工裝的周壁對應四個定位卡槽的位置具有四個螺紋孔，用於安裝頂絲，將卡裝在定位孔和定位卡槽中的料胚進行固定。並通過裝夾定位工裝底部的安裝座固定在數控車床的加工檯面上進行加工。

圖4所示的裝夾定位工裝2與裝夾定位工裝1基本結構相同，只是中間的方定位孔改為與圓性定位孔，四個定位卡槽中的一個改為配合方柱體的卡槽。圖5和圖6為料胚與裝夾定位工裝1和裝夾定位工裝2配合的情況。因為設計了兩個工裝，從而在加工過程中能夠穩定地精確地對料胚進行定位，保證了加工費精度。

具體加工步驟如下：

步驟一，利用三軸數控銑床加工出料胚，所述料胚由六個柱體組成，兩兩相對的柱體共用一條軸線，三條軸線彼此垂直；

步驟二，根據料胚形狀和尺寸製作裝夾定位工裝；

步驟三，將料胚的一個柱體插入卡裝夾定位工裝的定位孔中進行卡固，並將裝夾定位工裝安裝固定在tc65數控車削中心設備的加工臺上，保證與插入定位孔中的柱體相對一個柱體位於加工的位置；

步驟四；完成對料胚的一個柱體的加工，然後，重複上述步驟一至步驟三，直至完成對五個柱體的加工。

本發明的工裝面向tc65數控車削中心彈性夾套的結構，設計了與其對應的接口；針對工序模型的結構形式，採用過定位的裝夾方式，並通過螺紋頂絲調解零件實際位置；為避免裝夾工件時封閉腔體拐角的幹涉，在工裝中設計了避讓孔。

因為、該零件具有剛性弱、同軸度要求高等特點，同時考慮到實際加工中加工空間小、易產生加工幹涉的問題，在切削試驗的基礎上獲得了一組合適的加工參數：採用g96恆定切削速度的方式，在粗加工中吃刀量為0.3-0.5mm，主軸轉速120r/min，切削速度1m/min；精加工中單邊去量0.2mm，對實際加工過程的切削參數進行適應性調整。實踐證明採用本發明的加工方法，能夠很好的保證同軸度要求高並且保證產品尺寸公差、形位公差、表面粗糙度。

儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對熟悉本領域的人員而言可容易的實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。