金属碟形圈的加工工艺研究

□ 焉 嵩 □ 王 玥 □ 李小霞 □ 张振刚 □ 王 熹 □ 由文超

首都航天机械有限公司 北京 100076

1 研究背景

产品的研制周期和制造成本直接决定产品的市场竞争力,产品的市场竞争力是一个企业赖以生存的基础。因此,产品加工工艺的经济性和适用性成为各方关注的重点。研究低成本、快速的加工工艺,成为提升产品市场竞争力的重要手段之一。

笔者以金属碟形圈为加工对象,针对产品研制阶段的任务需求和加工要求,通过对装夹方法和加工流程进行合理设计,提出采用数控车床一次装夹完成金属碟形圈加工,实现产品的小批量连续加工,降低制造成本。

2 产品介绍

金属碟形圈是一种薄壁环形金属密封件,材料为0Cr18Ni9不锈钢,外径为622 mm,内径为604 mm,高度为5.7 mm,如图1所示。与文献[1-2]中的金属密封件不同,金属碟形圈的横截面更加复杂,轮廓尺寸小而多,圆柱段长度仅为0.3 mm,最大厚度仅为1.4 mm,壁很薄,径向尺寸远大于轴向尺寸,两者比值大于100。金属碟形圈刚度低,加工时易发生翘曲变形,加工难度很大。

▲图1 金属碟形圈

3 加工工艺设计

3.1 装夹方法

金属碟形圈的横截面尺寸小、刚度低,自身结构中没有合适的夹紧部位,无法直接装夹。设计专用夹具辅助加工,是解决薄壁件难装夹的常用方法[3-8],但是专用夹具设计和制造周期长、成本高,一旦产品技术状态发生变更,专用夹具轻则返修,重则报废,造成研制资源的极大浪费,与产品研制周期短、经费紧张的研制任务现状不符。

为了适应金属碟形圈研制生产批量小和技术状态多变等特点,笔者采用在一次装夹中完成金属碟形圈的全部加工,并解决了难装夹问题。……