一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法技术

本发明专利技术公开了一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法，包括以下步骤：1)粗车玻璃钢外圆；2)粗车壳体两端面；3)精车玻璃钢外圆；4)精车壳体两端面、内孔及环形槽。本发明专利技术采用粗、精加工工序，合理分配工艺余量，控制变形量；对金属壳体内孔精度进行控制，作为复合后结构件的加工基准；采用堵头和软爪装夹，减少装夹变形；通过低温冷风的冷却方式，改善切削环境；对切削加工中的刀具和切削参数进行规定，提高产品刀具寿命和加工效率。本发明专利技术工艺方法合理、可靠，产品变形小，能有效地保证复合壳体加工质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械加工领域，更具体地，涉及一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法。
技术介绍
近年来，随着科学技术的不断进步，材料技术得到飞速发展。复合材料作为一种新型材料已经逐渐成为21世纪的主导材料之一。复合材料具有质量轻，较高比强度、比模量，抗腐蚀、耐高温、耐烧蚀性等特点，是飞机、导弹、航天飞行器等武器的理想材料。“金属+复合材料”是目前在某类产品中比较通用的一类结构件，目前主要采用缠绕、套装等技术制造，将玻璃钢覆在金属壳体的外表面上。因此，在航天制造行业，对于“金属+复合材料”薄壁结构舱段壳体，主要采用金属壳体加工－金属与玻璃复合－复合后精加工的流程进行产品制造。“金属+复合材料”长薄壁结构舱段壳体具有以下特点：(1)因零件材料本身特性(如不锈钢材料的塑性)、机械加工刀具与已加工表面挤压、机械加工过程中热变形、材料本身在加工过程中的相变等原因导致零件加工完后表面有一定有残余应力，引起零件加工完后存在一定变形；(2)零件结构本身刚性较差，机械加工过程中存在装夹变形；(3)受材料性能的要求，玻璃缠绕后加工过程中不能采用冷却液，刀具磨损严重造成尺寸超差；(4)加工过程中切削力大、切削温度高、刀具磨损严重，产品精度不易控制；现有的车削方法如下：(1)先进行外圆的粗、精加工，再加工内孔；(2)金属壳体的两端面及内孔的精度是自由控制；(3)车削外圆，车削内孔时直接夹紧外圆；(4)采用压缩空气对产品进行冷却；零件加工过程主要涉及内外圆及端面加工，粗、精加工外圆、内孔不进行控制，影响后续复合壳体精度，需要协调借量的尺寸增多，车削难度加大，直接导致后续壁厚不均，无法满足设计指标；零件刚性较差，直接夹紧外圆车削，极易发生装夹变形，影响壁厚及尺寸精度；压缩空气为常温，对降低刀具切削热功能有限，达不到冷却液的功能要求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法，能减少装夹变形、改善切削环境、提高刀具寿命。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法，包括以下步骤：1)粗车玻璃钢外圆，留余量0.5～1mm；粗车外圆时，先清理金属壳体的前后两端，以前后两端的内孔定位，前后两端分别采用前堵头和后堵头，前端用夹头夹紧前堵头，后端用顶尖顶紧后堵头，同时固定零件，加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；2)粗车壳体两端面，两端各留余量0.5～1mm；粗车内孔，留余量0.2～0.5mm；粗车内孔时，采用软爪装夹外圆，夹持到壳体的中间位置；加工两端面及两端内孔；加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；3)精车玻璃钢外圆；精车外圆时，将前堵头装夹在夹头上，找正前堵头外圆与壳体内孔接触面的圆度在0.03以内，前堵头端面与壳体端面接触面的跳动在0.02以内；后端面用后堵头顶紧，且用顶尖固定；用塞尺检测前堵头与前端内孔的配合间隙，要求四处对称位置的间隙偏差不大于0.03；加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；4)精车壳体两端面、内孔及环形槽；精车内孔时，采用软爪装夹外圆，夹持到壳体的中间位置，找正壳体外圆跳动在0.05以内，加工两端面、两端内孔及环形槽；加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却。优选地，步骤1)中粗车玻璃钢外圆时主轴转速为120～185r/min，进给速度为0.27～0.81mm/r。优选地，步骤3)中精车玻璃钢外圆时主轴转速为120～185r/min，进给速度为0.1～0.3mm/r。优选地，步骤4)中粗车壳体内孔时，主轴转速为120～185r/min，进给速度为0.1～0.5mm/r。优选地，步骤4)中精车壳体两端面时，主轴转速不大于150r/min，进给速度为0.08～0.2mm/r。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术采用粗、精加工工序，合理分配工艺余量，控制变形量；对金属壳体内孔精度进行控制，作为复合后结构件的加工基准；采用堵头和软爪装夹，减少装夹变形；通过低温冷风的冷却方式，改善切削环境；对切削加工中的刀具和切削参数进行规定，提高产品刀具寿命和加工效率。本专利技术工艺方法合理、可靠，产品变形小，能有效地保证复合壳体加工质量。附图说明图1是金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的主视图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。参照图1，一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法，包括以下步骤：1)粗车玻璃钢外圆，留余量0.5～1mm；粗车外圆时，先清理金属壳体的前后两端，以前后两端的内孔定位，前后两端分别采用前堵头和后堵头，前端用夹头夹紧前堵头，后端用顶尖顶紧后堵头，同时固定零件，加工时采用冷风机吹低温冷风的冷却方式对刀具进行冷却；粗车玻璃钢外圆时主轴转速为120～185r/min，进给速度为0.27～0.81mm/r。2)粗车壳体两端面，两端各留余量0.5～1mm；粗车内孔，留余量0.2～0.5mm；粗车内孔时，采用软爪装夹外圆，尽量夹持到中间部位，加工两端面及两端内孔；加工时采用冷风机吹低温冷风的冷却方式对刀具进行冷却；3)精车玻璃钢外圆；精车外圆时，将前堵头装夹在夹头上，找正前堵头外圆与壳体内孔接触面的圆度在0.03以内，前堵头端面与壳体端面接触面的跳动在0.02以内；后端面用后堵头顶紧，且用顶尖固定；用塞尺检测前堵头与前端内孔的配合间隙，要求四处对称位置的间隙偏差不大于0.03；加工时采用冷风机吹低温冷风的冷却方式对刀具进行冷却；精车玻璃钢外圆时主轴转速为120～185r/min，进给速度为0.1～0.3mm/r。4)精车壳体两端面、内孔及环形槽；精车内孔时，采用软爪装夹外圆，夹持到壳体的中间位置，找正壳体外圆跳动在0.05以内，加工两端面、两端内孔及环形槽；加工时采用冷风机吹低温冷风的冷却方式对刀具进行冷却。粗车壳体内孔时，主轴转速为120～185r/min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法，其特征在于：包括以下步骤：1)粗车玻璃钢外圆，留余量0.5～1mm；粗车外圆时，先清理金属壳体的前后两端，以前后两端的内孔定位，前后两端分别采用前堵头和后堵头，前端用夹头夹紧前堵头，后端用顶尖顶紧后堵头，同时固定零件，加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；2)粗车壳体两端面，两端各留余量0.5～1mm；粗车内孔，留余量0.2～0.5mm；粗车内孔时，采用软爪装夹外圆，夹持到壳体的中间位置；加工两端面及两端内孔；加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；3)精车玻璃钢外圆；精车外圆时，将前堵头装夹在夹头上，找正前堵头外圆与壳体内孔接触面的圆度在0.03以内，前堵头端面与壳体端面接触面的跳动在0.02以内；后端面用后堵头顶紧，且用顶尖固定；用塞尺检测前堵头与前端内孔的配合间隙，要求四处对称位置的间隙偏差不大于0.03；加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；4)精车壳体两端面、内孔及环形槽；精车内孔时，采用软爪装夹外圆，夹持到壳体的中间位置，找正壳体外圆跳动在0.05以内，加工两端面、两端内孔及环形槽；加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却。...

【技术特征摘要】
1.一种金属与玻璃钢形成的长薄壁复合壳体的车削方法，其特征在于：包括
以下步骤：
1)粗车玻璃钢外圆，留余量0.5～1mm；粗车外圆时，先清理金属壳体的前
后两端，以前后两端的内孔定位，前后两端分别采用前堵头和后堵头，前
端用夹头夹紧前堵头，后端用顶尖顶紧后堵头，同时固定零件，加工时采
用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；
2)粗车壳体两端面，两端各留余量0.5～1mm；粗车内孔，留余量0.2～0.5mm；
粗车内孔时，采用软爪装夹外圆，夹持到壳体的中间位置；加工两端面及
两端内孔；加工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；
3)精车玻璃钢外圆；精车外圆时，将前堵头装夹在夹头上，找正前堵头外
圆与壳体内孔接触面的圆度在0.03以内，前堵头端面与壳体端面接触面的
跳动在0.02以内；后端面用后堵头顶紧，且用顶尖固定；用塞尺检测前堵
头与前端内孔的配合间隙，要求四处对称位置的间隙偏差不大于0.03；加
工时采用冷风机吹冷风的冷却方式对刀具进行冷却；
4)精车壳体两端面、内孔及环形槽；精车内孔时，采用软爪装夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王跃强，张颖，
申请(专利权)人：湖北三江航天红阳机电有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42