本发明公开了一种高精度卡环类零件加工方法及装置。所述方法包括：根据待加工卡环的尺寸，选取两个半环形卡环连成一体的圆环毛坯；对所述圆环毛坯进行粗加工，生成粗加工零件；对粗加工零件进行热处理调质，得到调质后的零件；对调质后的零件进行精铣、精车处理以及热处理，得到精加工卡环；基于定形工装固定精加工卡环，切出精加工卡环的两端对接端面外形轮廓；保持精加工卡环在定形工装上的装夹状态随工装一起进行热处理稳定化，热处理后将精加工的环从定形工装上拆下；对拆下的环形卡环进行人工微校形，并对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到卡环零件。本发明可以有效控制卡环的加工变形，避免卡环在加工过程中出现过切现象，保证卡环内圆轮廓与外圆轮廓间理论厚度。
1.一种高精度卡环类零件加工方法，其特征在于，包括：根据待加工卡环的尺寸，选取两个半环形卡环连成一体的圆环毛坯；
对所述粗加工零件进行热处理调质，得到调质后的零件；
对所述调质后的零件进行精铣、精车处理以及热处理，得到精加工卡环；
基于定形工装固定所述精加工卡环，切出所述精加工卡环的两端对接端面外形轮廓；
保持所述精加工卡环在定形工装上的装夹状态随工装一起进行热处理稳定化，热处理后将所述精加工卡环从定形工装上拆下；
对拆下的环形卡环进行人工微校形，并对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到卡环零件；
所述基于定形工装固定所述精加工卡环，切出所述精加工卡环的两端对接端面外形轮廓，包括：将两精加工后连成一体的卡环放置于定形工装左右圆弧卡槽中；
采用螺栓穿过盖板与定形工装基座上的螺纹孔旋合至压紧卡环，将卡环封闭在定形工装上；
将定形工装及卡环固定在线切割机床上，调整卡环两端对接端中点连线至与机床水平基准相平行后切割卡环对接端面外形轮廓；
所述对拆下的环形卡环进行人工微校形，并对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到卡环零件，包括：根据与卡环内圆轮廓一致的样板与卡环内圆轮廓贴合进行对比，对局部间隙超过
0.2mm部位进行人工微校形，以使卡环内圆与样板间间隙小于0.2mm；
对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到所述卡环零件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定形工装由基座、盖板和螺栓组成，所述基座上设置有放置卡环的卡槽，所述卡槽为圆弧形结构，所述卡槽的内壁与卡环最小内圆同心，卡槽外壁与卡环最大外圆同心。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述卡环放置于所述定形工装的卡槽内时，所述卡环上表面高出所述卡槽上表面，所述卡环的最大外圆与所述卡槽的外壁间隙小于等于0.1mm，所述卡环的最小内圆与所述卡槽的内壁间隙小于等于0.1mm。
4.一种高精度卡环类零件加工装置，其特征在于，包括：圆环毛坯选取模块，用于根据待加工卡环的尺寸，选取两个半环形卡环连成一体的圆环毛坯；
粗加工零件生成模块，用于对所述圆环毛坯进行粗加工，生成粗加工零件；
调质零件获取模块，用于对所述粗加工零件进行热处理调质，得到调质后的零件；
精加工零件获取模块，用于对所述调质后的零件进行精铣、精车处理以及热处理，得到精加工卡环；
外形轮廓切出模块，用于基于定形工装固定所述精加工卡环，切出所述精加工卡环的两端对接端面外形轮廓；
两半卡环拆装模块，用于保持所述精加工卡环在定形工装上的装夹状态随工装一起进行热处理稳定化，热处理后将所述精加工卡环的两半卡环从定形工装上拆下；
卡环零件获取模块，用于对拆下的环形卡环进行人工微校形，并对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到卡环零件；
两半卡环放置单元，用于将两精加工后连成一体的卡环放置于定形工装左右圆弧卡槽中；
卡环封闭单元，用于采用螺栓穿过盖板与定形工装基座上的螺纹孔旋合至压紧卡环，将卡环封闭在定形工装上；
外形轮廓切割单元，用于将定形工装及卡环固定在线切割机床上，调整卡环两端对接端中点连线至与机床水平基准相平行后切割卡环对接端面外形轮廓；
微校形单元，用于根据与卡环内圆轮廓一致的样板与卡环内圆轮廓贴合进行对比，对局部间隙超过0.2mm部位进行人工微校形，以使卡环内圆与样板间间隙小于0.2mm；
卡环零件获取单元，用于对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到所述卡环零件。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述定形工装由基座、盖板和螺栓组成，所述基座上设置有放置卡环的卡槽，所述卡槽为圆弧形结构，所述卡槽的内壁与卡环最小内圆同心，卡槽外壁与卡环最大外圆同心。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述卡环放置于所述定形工装的卡槽内时，所述卡环上表面高出所述卡槽上表面，所述卡环的最大外圆与所述卡槽的外壁间隙小于等于0.1mm，所述卡环的最小内圆与所述卡槽的内壁间隙小于等于0.1mm。
一种高精度卡环类零件加工方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及半环形金属卡环加工技术领域，特别是一种高精度卡环类零件加工方法及装置。
背景技术
[0002] 现有半环形成对金属卡环加工方法中，一种加工方法先将单个卡环毛坯粗加工、热处理调质、半精加工、热处理稳定化、精加工；另一种方法先将单个卡环毛坯粗加工、热处理调质、第一次半精加工、热处理稳定化、第二次半精加工、热处理稳定化、精加工。这两种加工方法中，由于卡环半弧形不稳定结构，每次粗加工、半精加工及精加工过程中卡环就会随着加工过程的进行而变形，导致精加工后的卡环存在较大程度的变形，并出现多处过切现象，导致卡环内圆轮廓与外圆轮廓间厚度不一，降低卡环强度，内外形状及位置尺寸与理论要求差别较大，严重的甚至无法使用。
[0003] 有一种卡环加工方法先将单独两半环形卡环进行粗车内外圆，随后将两半环形卡环端面进行局部焊接相连，然后进行整体加工，整体加后从焊接部位切开加工两卡环端面。这种加工方法当两半环形卡环端面局部焊接部位相连较少时，整体加工时容易在焊接处弹开，当焊接部位连接强度可以避免卡环加工过程中弹开时，整体加工完成后分开两半卡环时，由于两个卡环间作用力仍然较大，卡环变形仍然较大。
发明内容
[0004] 本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高精度卡环类零件加工方法及装置。
[0005] 本发明的技术解决方案是：一种高精度卡环类零件加工方法，包括：
[0006] 根据待加工卡环的尺寸，选取两个半环形卡环连成一体的圆环毛坯；
[0007] 对所述圆环毛坯进行粗加工，生成粗加工零件；
[0008] 对所述粗加工零件进行热处理调质，得到调质后的零件；
[0009] 对所述调质后的零件进行精铣、精车处理以及热处理，得到精加工卡环；
[0010] 基于定形工装固定所述精加工卡环，切出所述精加工卡环的两端对接端面外形轮廓；
[0011] 保持所述精加工卡环在定形工装上的装夹状态随工装一起进行热处理稳定化，热处理后将所述精加工卡环从定形工装上拆下；
[0012] 对拆下的环形卡环进行人工微校形，并对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到卡环零件。
[0013] 可选地，所述基于定形工装固定所述精加工卡环，切出所述精加工卡环的两端对接端面外形轮廓，包括：
[0014] 将两精加工后连成一体的卡环放置于定形工装左右圆弧卡槽中；
[0015] 采用螺栓穿过盖板与定形工装基座上的螺纹孔旋合至压紧卡环，将卡环封闭在定形工装上；
[0016] 将定形工装及卡环固定在线切割机床上，调整卡环两端对接端中点连线至与机床水平基准相平行后切割卡环对接端面外形轮廓。
[0017] 可选地，所述定形工装由基座、盖板和螺栓组成，所述基座上设置有放置卡环的卡槽，所述卡槽为圆弧形结构，所述卡槽的内壁与卡环最小内圆同心，卡槽外壁与卡环最大外圆同心。
[0018] 可选地，在所述卡环放置于所述定形工装的卡槽内时，所述卡环上表面高出所述卡槽上表面，所述卡环的最大外圆与所述卡槽的外壁间隙小于等于0.1mm，所述卡环的最小内圆与所述卡槽的内壁间隙小于等于0.1mm。
[0019] 可选地，所述对拆下的环形卡环进行人工微校形，并对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到卡环零件，包括：
[0020] 根据与卡环内圆轮廓一致的样板与卡环内圆轮廓贴合进行对比，对局部间隙超过0.2mm部位进行人工微校形，以使卡环内圆与样板间间隙小于0.2mm；
[0021] 对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到所述卡环零件。
[0022] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高精度卡环类零件加工装置，包括：
[0023] 圆环毛坯选取模块，用于根据待加工卡环的尺寸，选取两个半环形卡环连成一体的圆环毛坯；
[0024] 粗加工零件生成模块，用于对所述圆环毛坯进行粗加工，生成粗加工零件；
[0025] 调质零件获取模块，用于对所述粗加工零件进行热处理调质，得到调质后的零件；
[0026] 精加工零件获取模块，用于对所述调质后的零件进行精铣、精车处理以及热处理，得到精加工卡环；
[0027] 外形轮廓切出模块，用于基于定形工装固定所述精加工卡环，切出所述精加工卡环的两端对接端面外形轮廓；
[0028] 两半卡环拆装模块，用于保持所述精加工卡环在定形工装上的装夹状态随工装一起进行热处理稳定化，热处理后将所述精加工卡环从定形工装上拆下；
[0029] 卡环零件获取模块，用于对拆下的环形卡环进行人工微校形，并对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到卡环零件。
[0030] 可选地，所述外形轮廓切出模块包括：
[0031] 两半卡环放置单元，用于将两精加工后连成一体的卡环放置于定形工装左右圆弧卡槽中；
[0032] 卡环封闭单元，用于采用螺栓穿过盖板与定形工装基座上的螺纹孔旋合至压紧卡环，将卡环封闭在定形工装上；
[0033] 外形轮廓切割单元，用于将定形工装及卡环固定在线切割机床上，调整卡环两端对接端中点连线至与机床水平基准相平行后切割卡环对接端面外形轮廓。
[0034] 可选地，所述定形工装由基座、盖板和螺栓组成，所述基座上设置有放置卡环的卡槽，所述卡槽为圆弧形结构，所述卡槽的内壁与卡环最小内圆同心，卡槽外壁与卡环最大外圆同心。
[0035] 可选地，在所述卡环放置于所述定形工装的卡槽内时，所述卡环上表面高出所述卡槽上表面，所述卡环的最大外圆与所述卡槽的外壁间隙小于等于0.1mm，所述卡环的最小内圆与所述卡槽的内壁间隙小于等于0.1mm。
[0036] 可选地，所述卡环零件获取模块包括：
[0037] 微校形单元，用于根据与卡环内圆轮廓一致的样板与卡环内圆轮廓贴合进行对比，对局部间隙超过0.2mm部位进行人工微校形，以使卡环内圆与样板间间隙小于0.2mm；
[0038] 卡环零件获取单元，用于对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到所述卡环零件。
[0039] 本发明与现有技术相比的优点在于：
[0040] 本发明实施例通过选取两半卡环连成一体的圆环毛坯，结合热处理稳定化，合理控制各机械加工步骤加工余量，将两半卡环内外轮廓一体加工成形，使用设计的定形工装将连接一体的两半卡环固定，利用线切割将两半卡环分离，并保持卡环在定形工装上装夹的状态进行热处理稳定化，随后进行微校形和热处理稳定化，有效控制并减少零件变形，将卡环的变形量控制在0.2mm内，同时避免卡环在加工过程中出现过切现象，保证卡环内圆轮廓与外圆轮廓间理论厚度。
附图说明
[0041] 图1为本发明实施例提供的一种高精度卡环类零件加工方法的步骤流程图；
[0042] 图2为本发明实施例提供的一种粗加工零件的示意图；
[0043] 图3为本发明实施例提供的一种精加工零件的示意图；
[0044] 图4为本发明实施例提供的一种定形工装的示意图；1为基座，2为盖板，3为螺栓。
[0045] 图5为本发明实施例提供的一种卡环装夹于定形工装的示意图；
[0046] 图6为本发明实施例提供的一种卡环拆装的示意图；
[0047] 图7为本发明实施例提供的一种高精度卡环类零件加工装置的结构示意图。
具体实施方式
[0048] 实施例一
[0049] 参照图1，示出了本发明实施例提供的一种高精度卡环类零件加工方法的步骤流程图，如图1所示，该加工方法可以包括如下步骤：
[0050] 步骤101：根据待加工卡环的尺寸，选取两个半环形卡环连成一体的圆环毛坯；
[0051] 步骤102：对所述圆环毛坯进行粗加工，生成粗加工零件；
[0052] 步骤103：对所述粗加工零件进行热处理调质，得到调质后的零件；
[0053] 步骤104：对所述调质后的零件进行精铣、精车处理以及热处理，得到精加工卡环；
[0054] 步骤105：基于定形工装固定所述精加工卡环，切出所述精加工卡环的两端对接端面外形轮廓；
[0055] 步骤106：保持所述精加工卡环在定形工装上的装夹状态随工装一起进行热处理稳定化，热处理后将所述精加工卡环从定形工装上拆下；
[0056] 步骤107：对拆下的环形卡环进行人工微校形，并对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到卡环零件。
[0057] 本发明针对目前半环形金属卡环加工变形大及变形控制难的问题，旨在通过设计新的加工工艺方法，有效控制并减小卡环零件的加工变形，使卡环形位尺寸满足使用要求。
[0058] 本发明的技术方案流程如下：
[0059] 两半环形卡环一体的圆环毛坯→粗加工→热处理调质→精加工→热处理稳定化→线切割→热处理稳定化→样板局部微校形→热处理稳定化。
[0060] 如图2～图6所示，具体流程包括以下步骤：
[0061] 1、根据卡环最大包罗外径和最小内径，选取两半卡环连成一体的圆环毛坯，圆环毛坯外径比卡环最大包罗外径大6mm以上，内径比卡环最小内径小6mm以上，高度比卡环高度大6mm以上。
[0062] 2、车床上装夹卡环毛坯，粗车零件最小内圆、最大外圆及两侧端面，粗车之后的毛坯为圆环形，单侧留加工余量3mm。
[0063] 3、粗加工后的零件进行热处理调质，提高零件强度。
[0064] 4、铣床上精铣调质后零件外部轮廓及上下两侧端面，半精铣零件最小内圆做车加工基准，并单侧留0.5mm以上加工余量；半精车零件内圆及梯形卡槽，单侧留0.2mm～0.5mm加工余量；精车零件内圆及梯形卡槽。
[0065] 5、热处理稳定化，降低零件内应力。
[0066] 6、使用设计制造的定形工装在线切割机床上装夹固定两精加工后连成一体的卡环，切出卡环两端对接端面外形轮廓，并保持卡环在定形工装上的装夹状态。
[0067] 7、保持卡环在定形工装上的装夹状态随工装一起进行热处理稳定化，热处理后将卡环从定形工装上拆下。
[0068] 8、使用与卡环内圆轮廓一致的样板与卡环内圆轮廓贴合进行对比，对局部间隙超过0.2mm部位进行人工微校形，使卡环内圆与样板间间隙小于0.2mm。
[0069] 9、对校形后的卡环进行热处理稳定化，降低零件内应力，防止变形。
[0070] 在本发明实施例中，线切割卡环步骤包括：(1)将两精加工后连成一体的卡环放置于定形工装左右圆弧卡槽中(2)用螺栓穿过盖板与定形工装基座上的螺纹孔旋合至压紧卡环，将卡环封闭在定形工装上(3)将定形工装及卡环固定在线切割机床上，调整卡环两端对接端中点连线至与机床水平基准相平行后切割卡环对接端面外形轮廓。
[0071] 定形工装由基座、盖板和螺栓组成，基座上具有放置卡环的卡槽，卡槽为圆弧形结构，卡槽内壁与卡环最小内圆同心，卡槽外壁与卡环最大外圆同心。
[0072] 卡环放置于定形工装圆弧卡槽时，卡槽能装夹卡环弧形壁面95％以上部分，卡环上表面高出卡槽上表面，卡环最大外圆与卡槽外壁间隙不超过0.1mm，卡环最小内圆与卡槽内壁间隙不超过0.1mm。
[0073] 本发明采用线切割分离卡环并切割出端面轮廓，当两半卡环成对使用状态下设计的对接端面间距较大时，可以采用铣削加工的方式将两卡环分离并加工出对接端面轮廓。
[0074] 当卡环强度和性能要求不高时，可不进行热处理调质。
[0075] 实施例二
[0076] 参照图7，示出了本发明实施例提供的一种高精度卡环类零件加工装置的结构示意图，如图7所示，该加工装置可以包括如下模块：
[0077] 圆环毛坯选取模块710，用于根据待加工卡环的尺寸，选取两个半环形卡环连成一体的圆环毛坯；
[0078] 粗加工零件生成模块720，用于对所述圆环毛坯进行粗加工，生成粗加工零件；
[0079] 调质零件获取模块730，用于对所述粗加工零件进行热处理调质，得到调质后的零件；
[0080] 精加工零件获取模块740，用于对所述调质后的零件进行精铣、精车处理以及热处理，得到精加工卡环；
[0081] 外形轮廓切出模块750，用于基于定形工装固定所述精加工卡环，切出所述精加工卡环的两端对接端面外形轮廓；
[0082] 两半卡环拆装模块760，用于保持所述精加工卡环在定形工装上的装夹状态随工装一起进行热处理稳定化，热处理后将所述精加工卡环从定形工装上拆下；
[0083] 卡环零件获取模块770，用于对拆下的环形卡环进行人工微校形，并对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到卡环零件。
[0084] 可选地，所述外形轮廓切出模块包括：
[0085] 两半卡环放置单元，用于将两精加工后连成一体的卡环放置于定形工装左右圆弧卡槽中；
[0086] 卡环封闭单元，用于采用螺栓穿过盖板与定形工装基座上的螺纹孔旋合至压紧卡环，将卡环封闭在定形工装上；
[0087] 外形轮廓切割单元，用于将定形工装及卡环固定在线切割机床上，调整卡环两端对接端中点连线至与机床水平基准相平行后切割卡环对接端面外形轮廓。
[0088] 可选地，所述定形工装由基座、盖板和螺栓组成，所述基座上设置有放置卡环的卡槽，所述卡槽为圆弧形结构，所述卡槽的内壁与卡环最小内圆同心，卡槽外壁与卡环最大外圆同心。
[0089] 可选地，在所述卡环放置于所述定形工装的卡槽内时，所述卡环上表面高出所述卡槽上表面，所述卡环的最大外圆与所述卡槽的外壁间隙小于等于0.1mm，所述卡环的最小内圆与所述卡槽的内壁间隙小于等于0.1mm。
[0090] 可选地，所述卡环零件获取模块包括：
[0091] 微校形单元，用于根据与卡环内圆轮廓一致的样板与卡环内圆轮廓贴合进行对比，对局部间隙超过0.2mm部位进行人工微校形，以使卡环内圆与样板间间隙小于0.2mm；
[0092] 卡环零件获取单元，用于对校形后的卡环进行热处理稳定化，得到所述卡环零件。
[0093] 本申请所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本申请，但不以任何方式限制本申请。因此，本领域技术人员应当理解，仍然对本申请进行修改或者等同替换；而一切不脱离本申请的精神和技术实质的技术方案及其改进，均应涵盖在本申请专利的保护范围中。
[0094] 本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
