CN110090991A - 一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，对槽腔进行半精加工时，缘条侧面留有阶梯状余量，且阶梯状余量按缘条的顶部至底部的顺序依次增大；所述阶梯状余量的倾角θ为3~5°，所述倾角θ为阶梯状余量的最宽处与最窄处的中心的连线和竖直方向的夹角。本发明通过阶梯状余量的设置可以防止零件变形、加工振颤，同时保证了加工效率，具有较好的实用性。

Description

一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法

技术领域

本发明属于铣削加工的技术领域，具体涉及一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法。

背景技术

很多飞机结构件都具有薄壁高缘条的深槽腔结构。由于槽腔较深，缘条的高度高，壁薄，周围连接支撑少，导致加工刚性较差，加工过程不稳定。在高速数控铣削加工过程中，机床主轴转速高达30000转/分，较高的主轴转速带来较高的加工效率同时，也增加了加工过程中的振动风险。由于薄壁高缘条刚度差，精加工时很容易发生弹刀，拉刀现象导致零件表面质量差甚至出现零件过切报废等问题。针对上述问题可通过降低铣削参数或者增加额外的一些辅助工艺方法来解决，但是这样就降低了加工效率或者增加了加工成本。本发明能在提高零件的加工效率的情况下，保证零件的加工质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，本发明通过阶梯状余量的设置可以防止零件变形、加工振颤，同时保证了加工效率，具有较好的实用性。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，对槽腔进行半精加工时，缘条侧面留有阶梯状余量，且阶梯状余量按缘条的顶部至底部的顺序依次增大；所述阶梯状余量的倾角θ为3~5°，所述倾角θ为阶梯状余量的最宽处与最窄处的中心的连线和竖直方向的夹角。

为了更好的实现本发明，进一步的，半精加工缘条后进行精加工缘条，精加工缘条时，铣削的切宽与阶梯状余量的最宽处的直径d相同。

为了更好的实现本发明，进一步的，精加工缘条时，切削缘条上部的切宽小于直径d。

为了更好的实现本发明，进一步的，阶梯状余量通过控制刀轨生成。

为了更好的实现本发明，进一步的，在半精加工之前还包括以下步骤：

步骤S100：对槽腔的腹板进行粗加工，粗加工缘条侧面，且侧面留有等厚余量；

步骤S200：精加工腹板并留有腹板余量，且侧面加工到缘条余量底部最宽处。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述腹板余量为4mm，侧面的余量为8mm；阶梯状余量的最宽处d为6mm，且所述阶梯状余量的倾角θ为5°。

本发明目的在于提供一种能够在加工过程中防止零件变形、加工振颤，提高零件加工质量和效率的薄壁高缘条槽腔结构高速铣削加工方法。在精加工槽腔的缘条结构时，缘条上部最容易出现弹刀，拉刀等现象，是因为缘条上部的力臂大，刚性弱。缘条上部应留较少余量，保证切削力较小。由于缘条下部对整个缘条起支撑作用，所以缘条下部的余量应较多，以提高缘条的整体刚度。

为实现上述目的，在对槽腔进行粗加工时，缘条侧壁留有等厚余量；然后对槽腔进行半精加工，缘条侧面留有阶梯状的余量。从缘条顶部到缘条底部，余量依次增大，余量的整体结构呈楔形，既能保证精加工时缘条上部余量少，切宽小，切削力小，又能保证下部有足够的余量作为支撑以提高零件的刚性。本发明能够防止薄壁高缘条结构的加工振颤，增加缘条的刚性，以此提高缘条加工过程的稳定性和精度。该方法还能避免为了提高加工过程稳定性而降低切削参数和增加额外工艺步骤，起到了简化工艺步骤、缩短工艺时间、提高加工效率的作用。

本发明具体包括以下几个步骤：

步骤S1：对槽腔腹板进行粗加。对槽腔缘条侧壁进行粗加工，侧壁留有等厚余量。

步骤S2：精加工腹板到位。精加工腹板时，保证不铣削到缘条侧面余量。

步骤S3：半精加工缘条。半精加工后的缘条侧壁余量分布呈阶梯状，从缘条顶部到缘条底部，余量依次增大。

步骤S4：精加工缘条到位。由于缘条上部余量少，铣削时切宽小，切削力小，缘条下部有足够的余量进行支撑，可以保证加工过程较稳定；精加工缘条下部时，即使切宽较大，但缘条下部刚性较好，可以保证加工过程稳定。

所述步骤S3中，阶梯状的余量通过控制刀轨生成。

所述阶梯状余量的倾角为3~5°，所述倾角为余量阶梯的最宽处的中心与最窄处中心的连线与竖直方向的夹角。

所述步骤S4中，精加工缘条时的切宽与阶梯状余量最宽处大小相同。

本发明的有益效果：

（1）所述阶梯状余量按缘条的顶部至底部的顺序依次增大；所述阶梯状余量的倾角θ为3~5°。本发明既能保证精加工时缘条上部余量少，切宽小，切削力小，又能保证下部有足够的余量作为支撑以提高零件的刚性。

（2）半精加工缘条后进行精加工缘条，精加工缘条时，铣削的切宽与阶梯状余量的最宽处的直径d相同；精加工缘条时，切削缘条上部的切宽小于直径d。由于缘条上部余量少，铣削时切宽小，切削力小，缘条下部有足够的余量进行支撑，可以保证加工过程较稳定；精加工缘条下部时，即使切宽较大，但缘条下部刚性较好，可以保证加工过程稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为薄壁深槽腔结构的左视图；

图3为阶梯状余量的结构示意图。

其中：1-缘条、2-腹板、3-等厚余量、4-腹板余量、5-阶梯状余量。

具体实施方式

实施例1：

一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，如图3所示，对槽腔进行半精加工时，缘条1侧面留有阶梯状余量5，且阶梯状余量5按缘条1的顶部至底部的顺序依次增大；所述阶梯状余量5的倾角θ为3~5°，所述倾角θ为阶梯状余量5的最宽处与最窄处的中心的连线和竖直方向的夹角。

本发明既能保证精加工时缘条1上部余量少，切宽小，切削力小，又能保证下部有足够的余量作为支撑以提高零件的刚性。本发明通过阶梯状余量5的设置可以防止零件变形、加工振颤，同时保证了加工效率，具有较好的实用性。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，阶梯状余量5通过控制刀轨生成。半精加工缘条1后进行精加工缘条1，精加工缘条1时，铣削的切宽与阶梯状余量5的最宽处的直径d相同；精加工缘条1时，切削缘条1上部的切宽小于直径d。

由于缘条1上部余量少，铣削时切宽小，切削力小，缘条1下部有足够的余量进行支撑，可以保证加工过程较稳定；精加工缘条1下部时，即使切宽较大，但缘条1下部刚性较好，可以保证加工过程稳定。本发明通过阶梯状余量5的设置可以防止零件变形、加工振颤，同时保证了加工效率，具有较好的实用性。

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：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图2所示，在半精加工之前还包括以下步骤：

步骤S100：对槽腔的腹板2进行粗加工，粗加工缘条1侧面，且侧面留有等厚余量3；

步骤S200：精加工腹板2并留有腹板余量4，且侧面加工到缘条1余量底部最宽处。

本发明既能保证精加工时缘条1上部余量少，切宽小，切削力小，又能保证下部有足够的余量作为支撑以提高零件的刚性。本发明通过阶梯状余量5的设置可以防止零件变形、加工振颤，同时保证了加工效率，具有较好的实用性。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，用于对薄壁深槽腔结构进行加工，如图1所示。图中h为缘条1高度，t为缘条1厚度，其中h=80mm，t=1.5mm。主要包括以下步骤：

首先，对槽腔进行粗加工，粗加工腹板2留有一定腹板余量4，本实施例中腹板余量4为4mm。粗加工缘条1侧面，如图2所示，侧面留有等厚余量3，其中侧面的等厚余量3为8mm。

然后，精加工腹板2到位，如图3所示，侧面加工到缘条1余量底部最宽处。

然后，半精加工缘条1，如图3所示，通过控制加工刀轨形成阶梯状余量5。从缘条1顶部到缘条1底部，余量依次增大，整体结构呈现三角型。本实施例中，阶梯状余量5的最宽处d为6mm，阶梯状余量5的倾角为θ=5°。

最后，精加工缘条1到位，铣削时切宽设置为6mm，切削缘条1上部时，实际切宽小于6mm，由于缘条1上部余量较少，铣削时切宽较小，切削力较小，缘条1下部有足够的余量进行支撑，可以保证加工过程较稳定；精加工缘条1下部时，即使切宽较大，但缘条1下部刚性较好，可以保证加工过程稳定。本发明通过阶梯状余量5的设置可以防止零件变形、加工振颤，同时保证了加工效率，具有较好的实用性。

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)

1.一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，其特征在于，对槽腔进行半精加工时，缘条侧面留有阶梯状余量，且阶梯状余量按缘条的顶部至底部的顺序依次增大；所述阶梯状余量的倾角θ为3~5°，所述倾角θ为阶梯状余量的最宽处与最窄处的中心的连线和竖直方向的夹角。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，其特征在于，半精加工缘条后进行精加工缘条，精加工缘条时，铣削的切宽与阶梯状余量的最宽处的直径d相同。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，其特征在于，精加工缘条时，切削缘条上部的切宽小于直径d。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，其特征在于，阶梯状余量通过控制刀轨生成。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，其特征在于，在半精加工之前还包括以下步骤：

步骤S100：对槽腔的腹板进行粗加工，粗加工缘条侧面，且侧面留有等厚余量；

步骤S200：精加工腹板并留有腹板余量，且侧面加工到缘条余量底部最宽处。

6.根据权利要求5所述的一种薄壁高缘条槽腔的高速铣削加工方法，其特征在于，所述腹板余量为4mm，侧面的余量为8mm；阶梯状余量的最宽处d为6mm，且所述阶梯状余量的倾角θ为5°。