CN109702433B - 一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法，主要包括步骤S200：基于已成形的零件轮廓面为基准，选用圆盘刀，以变摆角渐进式去除材料的方式加工零件型面。本发明通过圆盘刀采用变摆角的方式对蛇形环芯格结构的蜂窝零件以零件轮廓面为基准进行型面加工，有效的解决了蛇形环芯格结构的蜂窝零件在加工型面时出现芯格撕裂、缺肉、报废的现象，提高了蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工的质量，提高加工效率，降低加工成本。

Description

一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法

技术领域

本发明属于蛇形环芯格结构的蜂窝零件加工的技术领域，具体涉及一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法。

背景技术

智能变形飞行器能够通过改变自身外形来实现更高的气动效率，已经成为航空航天飞行器发展的一个重要发展方向。传统蒙皮起着维持飞行器外形，直接承受气动载荷并将其传递到飞行器内部横纵向受力构件上，同时在机翼发生变形时承受相应的弯矩和剪切力的作用。伴随着变形飞行器的发展，对飞行器机翼蒙皮又提出了一些新的要求，既需要拥有特定方向拥有较低的面内模量来节省变形能的同时，在其他方向要具有较高的承载能力，避免表面因气动载荷而发生过大的变形。而就目前各种结构的研究现状来看，传统结构已经不能满足智能变形飞行器新的要求，而蜂窝芯结构相比于其他结构有其独特的优点：在所设定的方向上能产生蒙皮结构所需的大变形，在其余方向上有足够的强度和刚度，且重量轻，节省材料。

机翼蒙皮的研究极大地促进了蜂窝芯结构在航空航天领域的发展，国内外都在大力研究蜂窝芯结构，目的是想通过其构成机翼的蒙皮结构，最终实现智能变形飞行器。因此蜂窝芯芯格的结构在原来常规的正蜂窝芯结构上发展出了负蜂窝芯结构、混合型蜂窝结构、可折叠蜂窝芯结构、以及更为复杂的蛇形环芯格结构等。

蜂窝芯芯格结构的改变给智能变形飞行器的发展带来质的飞跃，与此同时也给蜂窝芯零件加工成形带来了难题，尤其是一种蛇形环芯格的蜂窝零件，由于芯格尺寸大，芯格之间的连接部分少，数控高速铣削加工其型面时，应以低的走刀速度才能实现蛇形环芯格蜂窝零件型面的成型，同时高速铣削蛇形环芯格的蜂窝零件过程中大都使用金属类工装固持，而蜂窝芯零件高速铣削加工刀具不能加工该类材料，所以加工过程中无法实现蛇形环芯格蜂窝零件型面与多余物的分离；超声振动切削技术是近些年用于蜂窝芯材料加工的一项先进技术，该技术的引进一定程度上解决了传统铣削加工存在的问题，但是，目前国内对超声振动切削加工蜂窝芯材料的研究还处于初级阶段，其加工方法依然需要很大的改进和提高，在蛇形环芯格的蜂窝零件型面的加工中还是采用粗铣型面-精铣型面-下断零件的传统工艺方案，且对型面的半精、精加工仍是采用圆盘刀通过单向行切的加工方法由上至下逐步完成蜂窝芯零件型面的加工。

从上述分析得知，蛇形环芯格蜂窝零件型面成型的传统加工方法仍存在诸多不足，首先，高速铣削加工效率低，且零件型面加工完成后，依靠工人采用切割刀具根据样板轮廓手动切除型面与多余物的连接，这不仅容易切边失误造成零件质量故障，而且手动切边过程繁琐，增加了工人的劳动强度；其次，超声振动切削加工采用匕首刀粗铣型面-圆盘刀半精铣型面-圆盘刀精铣型面-匕首刀下断型面与多余物连接的加工方法，不仅降低了零件加工效率，而且粗铣过程中刀具与零件的之间的反复摩擦挤压，降低了胶带粘接零件的黏性，致使匕首刀下断型面与多余物连接过程中芯格撕裂、缺肉，甚至报废；同时采用圆盘刀由上至下半精铣、精铣型面的加工方法使零件型面根部位置强度不足，加工中容易造成零件型面根部位置铣缺。因此，改善蛇形环芯格蜂窝零件型面的加工方法，对提高蛇形环芯格蜂窝零件的加工质量和效率，降低加工成本具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法，解决了蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工过程中芯格撕裂、缺损、加工效率低的问题，并提高环芯格结构的蜂窝零件的加工质量和加工效率。

本发明主要通过以下技术方案来实现的：一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法，主要包括以下步骤：

步骤S200：基于已成形的零件轮廓面为基准，选用圆盘刀，以变摆角渐进式去除材料的方式加工零件型面。

本发明在使用过程中，圆盘刀以零件轮廓面为基准进行型面加工，圆盘刀以变摆角渐进式的方式进行型面加工，所述型面加工包括依次加工的α型面、β型面…γ型面；首先圆盘刀沿与零件轮廓面的根部成α角并进行加工，加工到位形成α型面；圆盘刀沿与零件轮廓面的根部成β角并进行加工，加工到位形成β型面；最后圆盘刀沿与零件轮廓面的根部成γ角并进行加工，加工到位形成γ型面；通过圆盘刀沿与零件轮廓面的根部依次呈α角、β角…γ角进行加工，通过渐进式对型面进行加工，使得蛇形环芯格结构的蜂窝零件的型面加工具有更高的质量。

本发明通过圆盘刀采用变摆角的方式对蛇形环芯格结构的蜂窝零件以零件轮廓面为基准进行型面加工，有效的解决了蛇形环芯格结构的蜂窝零件在加工型面时出现芯格撕裂、缺肉、报废的现象，提高了蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工的质量，提高加工效率，降低加工成本。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S200中所述圆盘刀的切削方式为顺铣，且刀具旋转换向的位置不超出零件前后边界的1/2。本发明通过圆盘刀采用顺铣的方式对型面进行加工，确保蛇形环芯格结构的蜂窝零件的加工型面具有高质量；同时限定圆盘刀进行旋转换向的位置不超出零件前后边界的1/2，使得加工的型面具有更高的精度，提高圆盘刀对型面加工的质量；圆盘刀的旋转换向的位置不超出零件前后边界的1/3，使得加工的精度更高。

为了更好的实现本发明，进一步的，还包括以下步骤：

步骤S100：采用匕首刀完成蜂窝芯零件的零件轮廓面的精确成形。本发明通过先采用匕首刀完成蜂窝芯零件的边缘轮廓面加工，为后续圆盘刀以变摆角渐进式的方式加工型面做好基础，确保基准的准确，保证型面加工的精度，提高本发明的实用性。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S100中首先将蛇形环芯格结构的蜂窝零件固持于超声波机床的工作台上。本发明通过将超声波机床对蛇形环芯格结构的蜂窝零件进行加工，确保型面加工的精度，确保蛇形环芯格结构的蜂窝零件的型面加工。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述蜂窝零件的单个芯格的面积是常规的六角形蜂窝芯格结构的2倍。本发明通过蜂窝零件芯格结构和大小的设置，使得智能变形飞行器的发展带来质的飞跃，增加了飞行器的稳定和坚固，增加本发明的实用性。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S100中采用匕首刀对零件轮廓加工，以实现零件与余料的彻底分离，且取走多余余料，避免加工干涉。本发明首先通过匕首刀对零件的轮廓面进行加工，并将余料分离，并将余料取走，为蛇形环芯格结构的蜂窝零件的型面加工做好准备，通过匕首刀加工的零件轮廓面，为型面的加工提供了基准，确保型面加工的质量；同时将余料的分离取走，避免了在型面加工完成后在进行余料去除，确保型面加工完成后的质量，确保不会有外在因素导致型面的质量降低。

本发明的有益效果：

（1）基于已成形的零件轮廓面为基准，选用圆盘刀，以变摆角渐进式去除材料的方式加工零件型面。本发明通过圆盘刀采用变摆角的方式对蛇形环芯格结构的蜂窝零件以零件轮廓面为基准进行型面加工，有效的解决了蛇形环芯格结构的蜂窝零件在加工型面时出现芯格撕裂、缺肉、报废的现象，提高了蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工的质量，提高加工效率，降低加工成本。

（2）所述圆盘刀的切削方式为顺铣，且刀具旋转换向的位置不超出零件前后边界的1/2。本发明通过圆盘刀采用顺铣的方式对型面进行加工，确保蛇形环芯格结构的蜂窝零件的加工型面具有高质量；同时限定圆盘刀进行旋转换向的位置，使得加工的型面具有更高的精度，提高圆盘刀对型面加工的质量。

（3）采用匕首刀完成蜂窝芯零件的零件轮廓面的精确成形。本发明通过先采用匕首刀完成蜂窝芯零件的边缘轮廓面加工，为后续圆盘刀以变摆角渐进式的方式加工型面做好基础，确保基准的准确，保证型面加工的精度，提高本发明的实用性。

（4）所述蜂窝零件的单个芯格的面积是常规的六角形蜂窝芯格结构的2倍。本发明通过蜂窝零件芯格结构和大小的设置，使得智能变形飞行器的发展带来质的飞跃，增加了飞行器的稳定和坚固，增加本发明的实用性。

（5）匕首刀对零件轮廓加工，以实现零件与余料的彻底分离，且取走多余余料，避免加工干涉。本发明首先通过匕首刀对零件的轮廓面进行加工，并将余料分离，并将余料取走，为蛇形环芯格结构的蜂窝零件的型面加工做好准备，通过匕首刀加工的零件轮廓面，为型面的加工提供了基准，确保型面加工的质量；同时将余料的分离取走，避免了在型面加工完成后在进行余料去除，确保型面加工完成后的质量，确保不会有外在因素导致型面的质量降低。

附图说明

图1为蛇形环芯格结构的蜂窝零件的结构示意图；

图2为匕首刀下断蛇形环芯格结构的蜂窝零件与废料的连接示意图；

图3为圆盘刀切削型面走刀路径示意图；

图4为圆盘刀变摆角渐进式切削型面示意图。

其中：1-蜂窝零件、2-匕首刀、3-零件轮廓面、4-圆盘刀、5-α角、6-β角、7-γ角。

具体实施方式

实施例1：

一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法，如图4所示，主要包括以下步骤：

步骤S200：基于已成形的零件轮廓面3为基准，选用圆盘刀4，以变摆角渐进式去除材料的方式加工零件型面。

本发明在使用过程中，圆盘刀4以零件轮廓面3为基准进行型面加工，圆盘刀4以变摆角渐进式的方式进行型面加工，所述型面加工包括依次加工的α型面、β型面…γ型面；首先圆盘刀4沿与零件轮廓面3的根部成α角6并进行加工，加工到位形成α型面；圆盘刀4沿与零件轮廓面3的根部成β角7并进行加工，加工到位形成β型面；最后圆盘刀4沿与零件轮廓面3的根部成γ角8并进行加工，加工到位形成γ型面；通过圆盘刀4沿与零件轮廓面3的根部依次呈α角6、β角7…γ角8进行加工，通过渐进式对型面进行加工，使得蛇形环芯格结构的蜂窝零件1的型面加工具有更高的质量。

本发明通过圆盘刀4采用变摆角的方式对蛇形环芯格结构的蜂窝零件1以零件轮廓面3为基准进行型面加工，有效的解决了蛇形环芯格结构的蜂窝零件1在加工型面时出现芯格撕裂、缺肉、报废的现象，提高了蛇形环芯格结构的蜂窝零件1型面加工的质量，提高加工效率，降低加工成本。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进一步优化，如图3所示，所述步骤S200中所述圆盘刀4的切削方式为顺铣，且刀具旋转换向的位置不超出零件前后边界的1/2。本发明通过圆盘刀4采用顺铣的方式对型面进行加工，确保蛇形环芯格结构的蜂窝零件1的加工型面具有高质量；同时限定圆盘刀4进行旋转换向的位置不超出零件前后边界的1/2，使得加工的型面具有更高的精度，提高圆盘刀4对型面加工的质量。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上进一步优化，所述圆盘刀的刀具旋转换向的位置不超出零件前后边界的1/3。圆盘刀4的旋转换向的位置的进一步限定，使得型面的加工更加精准，使得加工的蜂窝零件1精度更高。

本实施例的其他部分与实施例2相同，固不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例2的基础上进一步优化，还包括以下步骤：

步骤S100：采用匕首刀2完成蜂窝芯零件的零件轮廓面3的精确成形。本发明通过先采用匕首刀2完成蜂窝芯零件的边缘轮廓面加工，为后续圆盘刀4以变摆角渐进式的方式加工型面做好基础，确保基准的准确，保证型面加工的精度，提高本发明的实用性。

本实施例的其他部分与上述实施例2相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在实施例4的基础上进一步优化，如图1所示，所述步骤S100中首先将蛇形环芯格结构的蜂窝零件1固持于超声波机床的工作台上；所述蜂窝零件1的单个芯格的面积是常规的六角形蜂窝芯格结构的2倍。

本发明通过将超声波机床对蛇形环芯格结构的蜂窝零件1进行加工，确保型面加工的精度，确保蛇形环芯格结构的蜂窝零件1的型面加工；通过蜂窝零件1芯格结构和大小的设置，使得智能变形飞行器的发展带来质的飞跃，增加了飞行器的稳定和坚固，增加本发明的实用性。

本实施例的其他部分与实施例4相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在实施例5的基础上进一步优化，如图2所示，所述步骤S100中采用匕首刀2对零件轮廓加工，以实现零件与余料的彻底分离，且取走多余余料，避免加工干涉。本发明首先通过匕首刀2对零件的轮廓面进行加工，并将余料分离，并将余料取走，为蛇形环芯格结构的蜂窝零件1的型面加工做好准备，通过匕首刀2加工的零件轮廓面3，为型面的加工提供了基准，确保型面加工的质量；同时将余料的分离取走，避免了在型面加工完成后在进行余料去除，确保型面加工完成后的质量，确保不会有外在因素导致型面的质量降低。

本实施例的其他部分与实施例5相同，故不再赘述。

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 (5)

1.一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤S100：采用匕首刀（2）完成蜂窝芯零件的零件轮廓面（3）的精确成形；

步骤S200：基于已成形的零件轮廓面（3）为基准，选用圆盘刀（4），以变摆角渐进式去除材料的方式加工零件型面；

所述型面加工包括依次加工的α型面、β型面…γ型面，通过圆盘刀沿与零件轮廓面的根部依次呈α角、β角…γ角进行加工，所述α角、β角…γ角呈渐进式变化。

2.根据权利要求1所述的一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法，其特征在于，所述步骤S200中所述圆盘刀（4）的切削方式为顺铣，且刀具旋转换向的位置不超出零件前后边界的1/2。

3.根据权利要求2所述的一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法，其特征在于，所述圆盘刀（4）的刀具旋转换向的位置不超出零件前后边界的1/3。

4.根据权利要求1所述的一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法，其特征在于，所述步骤S100中首先将蛇形环芯格结构的蜂窝零件（1）固持于超声波机床的工作台上。

5.根据权利要求1所述的一种面向蛇形环芯格结构的蜂窝零件型面加工方法，其特征在于，所述步骤S100中采用匕首刀（2）对零件轮廓加工，以实现零件与余料的彻底分离，且取走多余余料，避免加工干涉。

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