CN109604942A - 一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，具体包括以下步骤：步骤S1：零件装夹；步骤S2：初孔加工；步骤S21：确定加工初孔的直径为φF，终孔的直径为φ，终孔与初孔的直径满足：φ‑φF≥1mm且初孔与终孔同轴；步骤S22：选择铣孔刀具为初孔加工刀具，采用铣孔的方式进行初孔加工；所述铣孔刀具底齿半径R与孔底角直径φR一致，铣孔刀具长径比小于4：1；步骤S23：加工；具体是指：采用螺旋下刀顺铣加工，螺旋下刀的轨迹直径大于D/4；零件轴向分层加工，轴向加工深度应满足：LG＝LH；式中：D为铣孔刀具直径；LG为初孔的轴向加工深度；LH为终孔深度；步骤S3：镗孔加工；步骤S4：根部底角加工，完成加工。本发明能够有效的提高平底吊挂孔的加工质量和效率。

Description

一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体的说，是一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法。
背景技术
随着航空技术的发展，新一代航空装备的要求越来越高，平底吊挂孔布置在发射架壳体上，影响导弹发射装置的悬挂精度。平底吊挂孔由圆柱凹槽构成，位于零件外形轮廓上，属于盲孔，圆柱凹槽底面为平面，圆柱面与底平面由底角R光滑过渡，孔径范围为Φ4mm～Φ600mm，公差带要求位于标准公差等级IT6～IT11之间。通常要求吊挂孔具有很高的加工精度，并需要保证同轴度等形位公差符合要求。
一般H9以上的精度孔采用钻孔铰的方法进行加工，但是采用该类制孔方式加工的孔精度和直径都由铰刀的精度和直径来决定，一般铰刀的最大直径仅为18mm，精度最高为H7，无法完全满足平底吊挂孔的精度要求，且由于扩刀和铰刀都必须考虑引导的问题，无法制出平底孔这类盲孔。
利用柱形锪钻可以加工平底孔，锪孔与钻孔原理基本相同，存在的主要问题是刀具切削力较大引起的振动使得锪孔加工后表面质量差，无法满足精度孔的要求。
该类高精度平底孔还没有明确的加工方式，过分依赖工程经验和现场操作，缺乏一个科学规范的方法，这就导致加工精度差且效率低。因此，设计一种高精度平底吊挂孔的数控加工方法，针对该类零件特征指导工艺人员的工艺准备和操作工人的现场加工具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，简化了高精度平底吊挂孔的加工难度，提高了加工质量和效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：零件装夹；
步骤S2：初孔加工；具体包括以下步骤：
步骤S21：确定加工初孔的直径为φF，终孔的直径为φ，终孔与初孔的直径满足：φ-φF≥1mm且初孔与终孔同轴；
步骤S22：选择铣孔刀具为初孔加工刀具；所述铣孔刀具底齿半径R与孔底角直径φR一致，铣孔刀具长径比小于4：1；
步骤S23：加工；具体是指：采用螺旋下刀顺铣加工，螺旋下刀的轨迹直径大于D/4；零件轴向分层加工，轴向加工深度应满足：LG＝LH；
式中：D为铣孔刀具直径；
LG为初孔的轴向加工深度；
LH为终孔深度；
步骤S3：镗孔加工；
步骤S4：根部底角加工，完成加工。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3具体包括以下步骤:
步骤S31：选择镗刀作为镗孔加工刀具；具体是指：所述镗刀最小镗孔直径为D1，镗刀最大镗孔直径为D2，满足D1≤φF≤φ≤D2；
步骤S32：确定镗孔的深度LT；LT＝LH-φR-0.5。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3还包括步骤S33：镗刀后，退刀速度与加工速度一致。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S4包括以下步骤：
步骤S41：根据孔底圆角确定加工刀具底角R，满足R＝φR；
步骤S42：采用圆弧进退刀三坐标顺序铣的方式进行根部底角的加工；加工时，加工时轴向和径向不分层，一刀加工，侧面和底面留有余量，完成加工。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述圆弧进退刀的半径为5mm，且与水平方向的角度为3°。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S2中的铣孔刀具直径D选择原则如下：
a.当φ≥30mm时，D＝20mm；
b.当30mm≥φ≥14mm时，D＝12mm；
c.当φ≤14mm时，D≤10mm且D≤φ-1mm。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明简化了高精度平底吊挂孔的加工难度，提高了加工质量和效率。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明中初孔加工效果图；
图3为本发明中镗孔加工效果图；
图4为本发明中根部底角加工效果图；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本发明通过下述技术方案实现，如图1-图4所示，一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：零件装夹；
步骤S2：初孔加工；具体包括以下步骤：
步骤S21：确定加工初孔的直径为φF，终孔的直径为φ，终孔与初孔的直径满足：φ-φF≥1mm且初孔与终孔同轴；
步骤S22：选择铣孔刀具为初孔加工刀具，采用铣孔的方式进行初孔加工；所述铣孔刀具底齿半径R与孔底角直径φR一致，铣孔刀具长径比小于4：1；
步骤S23：加工；具体是指：采用螺旋下刀顺铣加工，螺旋下刀的轨迹直径大于D/4；零件轴向分层加工，轴向加工深度应满足：LG＝LH；
式中：D为铣孔刀具直径；
LG为初孔的轴向加工深度；
LH为终孔深度；
步骤S3：镗孔加工；
步骤S4：根部底角加工，完成加工。
需要说明的是，通过上述改进，步骤S1具体是指：选用立式铣床或者是卧式机床作为加工机床，装夹待加工零件。
初孔与终孔同轴有效的保证了加工余量的均匀。
本发明将平底吊挂孔的数控加工划分为初孔加工、镗孔加工和根部底角加工，通过铣刀完成初孔和最终根部底角的铣削加工，孔壁则是由镗刀来完成，既保证了高精度孔的加工质量，又提高了加工效率。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1、图3所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3具体包括以下步骤:
步骤S31：选择镗刀作为镗孔加工刀具；具体是指：在选择镗刀时，应根据加工镗孔的特征选择相应的镗刀，所述镗刀最小镗孔直径为D1，镗刀最大镗孔直径为D2，满足D1≤φF≤φ≤D2；
步骤S32：确定镗孔的深度LT；LT＝LH-φR-0.5；从而有效的避免在在加工过程中铣到孔底圆角部分。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S3还包括步骤S33：镗刀后，退刀速度与加工速度一致，避免在退刀时将孔壁刮花。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1、图4所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S4包括以下步骤：
步骤S41：根据孔底圆角确定加工刀具底角R，满足R＝φR；
步骤S42：采用圆弧进退刀三坐标顺序铣的方式进行根部底角的加工；加工时，加工时轴向和径向不分层，一刀加工，侧面和底面留有余量，完成加工。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述圆弧进退刀的半径为5mm，且与水平方向的角度为3°。
需要说明的是，通过上述改进，步骤S42中所述的侧面和底面留有余量，其中侧面留有的余量为0.05mm，底面留有的余量为0.02mm；采用此种余量的留设，有效的避免在加工过程中对零件已加工的表面刮花。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例为本发明的最佳实施例，如图1-图4所示，一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，其包括以下几个步骤：
(1)准备阶段，选用立式铣床或者是卧式机床作为加工机床，装夹待加工零件。
(2)初孔加工，初孔选择铣孔的方式进行加工。如图1所示，首先确定加工初孔的直径φF，初孔的直径φF与终孔直径φ之间应满足：φ-φF≥1mm，且初孔与零件孔应同轴，即保证余量均匀。
然后选择加工刀具，铣孔刀具底齿半径R建议选用与孔底角φR一致的刀具，刀具选择长径比小于4：1。
铣孔刀具直径D选择原则如下：
a.当φ≥30mm时，D＝20mm；
b.当30mm≥φ≥14mm时,D＝12mm；
c.当φ≤14mm时，D≤10mm且D≤φ-1mm；
在机床上编制铣孔程序采用螺旋下刀顺铣加工，螺旋下刀的轨迹直径大于D/4。零件轴向分层加工，轴向加工深度应满足：LG＝LH。
(3)镗孔加工，如图2所示，首先根据所加工孔特征选择相应的镗刀，满足：
D1(镗刀最小镗孔直径)≤φF≤φ≤D2(镗刀最大镗孔直径)
然后确定镗孔深度，为了避免铣到孔底圆角部分。应满足：
LT＝LH-φR-0.5，
镗孔后，退刀速度应与加工速度保持一致，避免退刀时刮花孔壁。
(4)根部底角加工，如图3所示，首先根据孔底圆角确定加工刀具底角R，即满足：
R＝φR；根部底角的加工采用圆弧进退刀三坐标顺序铣的加工方式，圆弧进退刀半径为5mm，与水平方向的角度为3°。
加工时轴向和径向都不分层，一刀加工，侧面和底面均留有余量，一般为侧面留0.05mm余量，底面留0.02mm余量，避免刮花零件已加工表面。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤S1：零件装夹；
步骤S2：初孔加工；具体包括以下步骤：
步骤S21：确定加工初孔的直径为φF，终孔的直径为φ，终孔与初孔的直径满足：φ-φF≥1mm且初孔与终孔同轴；
步骤S22：选择铣孔刀具为初孔加工刀具；所述铣孔刀具底齿半径R与孔底角直径φR一致，铣孔刀具长径比小于4：1；
步骤S23：加工；具体是指：采用螺旋下刀顺铣加工，螺旋下刀的轨迹直径大于D/4；零件轴向分层加工，轴向加工深度应满足：LG＝LH；
式中：D为铣孔刀具直径；
LG为初孔的轴向加工深度；
LH为终孔深度；
步骤S3：镗孔加工；
步骤S4：根部底角加工，完成加工。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括以下步骤:
步骤S31：选择镗刀作为镗孔加工刀具；具体是指：所述镗刀最小镗孔直径为D1，镗刀最大镗孔直径为D2，满足D1≤φF≤φ≤D2；
步骤S32：确定镗孔的深度LT；LT＝LH-φR-0.5。
3.根据权利要求2所述的一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，其特征在于：所述步骤S3还包括步骤S33：镗刀后，退刀速度与加工速度一致。
4.根据权利要求2所述的一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，其特征在于：所述步骤S4包括以下步骤：
步骤S41：根据孔底圆角确定加工刀具底角R，满足R＝φR；
步骤S42：采用圆弧进退刀三坐标顺序铣的方式进行根部底角的加工；加工时，加工时轴向和径向不分层，一刀加工，侧面和底面留有余量，完成加工。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，其特征在于：所述圆弧进退刀的半径为5mm，且与水平方向的角度为3°。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种铝合金高精度平底吊挂孔的数控加工方法，其特征在于：所述步骤S2中的铣孔刀具直径D选择原则如下：
a.当φ≥30mm时，D＝20mm；
b.当30mm≥φ≥14mm时，D＝12mm；
c.当φ≤14mm时，D≤10mm且D≤φ-1mm。
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