CN111889765B - 一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法，属于机械加工技术领域。包括如下步骤：S1、根据加工时所使用的刀具参数以及零件结构特点，使用匕首刀以划线的方式对零件转角结构进行特征分段；S2、依据确定好的划线，使用匕首刀以前倾的方式切割；S3、使用大直径圆盘刀以往复走刀的方式铣削零件转角相切面；S4、使用小直径圆盘刀以单向走刀的方式铣削零件转角，零件转角加工到位。本发明采用匕首刀折线切断特征与大小直径圆盘刀分段铣削相结合的方式，突破了传统加工方法无法稳定保证纸蜂窝转角结构加工质量的缺点，避免零件转角结构发生芯格撕裂、破损等质量问题，提高此类零件的加工合格率。

Description

一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法

技术领域

本发明涉及一种机械加工方法，具体涉及一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法。

背景技术

纸蜂窝在航空领域应用广泛，是一种典型的各向异性材料。该种材料在厚度方向上具有良好的力学性能，但在沿芯格方向及垂直于芯格方向上的强度较低。在加工过程中，零件常因周围材料的牵扯造成芯格撕裂，特别是加工纸蜂窝零件的转角结构时，受零件曲率变化等因素影响，加工质量极不稳定。对于纸蜂窝零件转角结构，采用传统方法加工时，常先使用匕首刀在零件转角结构以直线形式对转角相切面与转角进行特征分段，再使用大直径圆盘刀铣削转角相切面，最后使用小直径圆盘刀铣削转角结构，三个步骤将转角结构加工到位。

此种传统加工方法存在以下不足：在加工过程中使用匕首刀时采用直线形式将零件特征分段，后续使用大直径圆盘刀加工转角相切面时，其轮廓与匕首刀划线位置相切，则转角相切面与匕首刀划断位置之间将存在月牙尖形残留。该残留的一侧被大直径圆盘刀铣开，而另一侧与转角结构之间被匕首刀划断，当使用小直径圆盘刀铣削时，该残留位置由于加工强度较低，则容易发生芯格撕裂、破损等质量问题。因此，改善纸蜂窝转角结构铣削方法，对提高此类零件的加工质量及生产效率具有重要作用。针对上述情况，本发明专利研究了一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中纸蜂窝零件转角结构存在的加工质量低的问题，提出了一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法，使用匕首刀划线结合圆盘刀实现零件转角结构特征分段加工，提高加工效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据加工时所使用的刀具参数以及零件结构特点，使用匕首刀以划线的方式对零件转角结构进行特征分段；

S2、依据确定好的划线，使用匕首刀以前倾的方式切割；

S3、使用大直径圆盘刀以往复走刀的方式铣削零件转角相切面；

S4、使用小直径圆盘刀以单向走刀的方式铣削零件转角，直至零件转角加工到位。

进一步地，步骤S2中，匕首刀切割时的前倾角度θ=15°~40°，匕首刀的加工进给值F=1500~3000；

进一步地，步骤S1中，划线位置的具体确定方法如下：

S100、根据转角相切面上大直径圆盘刀走刀时的圆盘刀轮廓轨迹，找到各圆盘刀的轮廓交点，多交点连线得到匕首刀的划断线一；

S101、大直径圆盘刀在转角相切面进行最后一层铣削时，可得到大直径圆盘刀轮廓轨迹与零件转角相切面边缘的一组重合点，找出其中最靠近划断线一的重合点A，再找出该A点所在圆盘刀轮廓轨迹与匕首刀划线的重合点B，则划断线二与水平线的夹角α值需要与线AB与水平线的夹角β值满足α≥β。

S102、确定划断线一与划断线二后，两条直线所得到的连续折线即为匕首刀的最终划线轨迹。

进一步地，大直径圆盘刀加工转角相切面的最后一层时，刀轨由远离转角结构一侧向转角结构方向铣削。

进一步地，大直径圆盘刀加工进给值F=4000~8000。

进一步地，小直径圆盘刀加工零件转角时，从远离转角相切面的一侧开始对转角进行单向铣削加工。

进一步地，小直径圆盘刀加工进给值F=3000~5000。

本技术方案的有益效果如下：

本发明所述加工方法，采用匕首刀以折线的形式对零件转角结构进行特征分段，避免零件转角过渡处由于加工强度低在加工过程中发生蜂窝芯格撕裂、破损等质量问题，保证了零件加工质量，提高了此类零件的合格率。

附图说明

本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1为圆盘刀加工转角相切面的轨迹示意图；

图2为匕首刀划线计算示意图；

图3为圆盘刀旋转振动切削路径示意图；

图4为转角结构圆盘刀加工轨迹示意图；

图中：

1、零件，2、转角，3、转角相切面，4、大直径圆盘刀，5、圆盘刀走刀轨迹，6、大直径圆盘刀轮廓轨迹，7、轮廓交点，8、重合点A，9、划断线一，10、划断线二，11、小直径圆盘刀，12、小直径圆盘刀轮廓轨迹。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

本实施例提供了一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法，以附图1所示零件1的转角2结构为例，该方法的具体实施过程主要包括以下几个步骤：

步骤一、确定匕首刀划线位置。首先使用匕首刀以折线的方式将零件1结构进行特征分段，匕首刀加工进给F=1500~3000；其划线位置根据加工时大直径圆盘刀4在转角相切面3上的走刀轨迹、轮廓轨迹及零件1结构进行确定，具体步骤如下：

根据转角相切面3上大直径圆盘刀4走刀时的圆盘刀轮廓轨迹6，找到各圆盘刀的轮廓交点7，多交点连线得到匕首刀的划断线一9；

S101、大直径圆盘刀4在转角相切面3进行最后一层铣削时，可得到大直径圆盘刀4轮廓轨迹与零件1转角相切面3边缘的一组重合点，找出其中最靠近划断线一9的重合点A8，该A点所在圆盘刀轮廓轨迹6与匕首刀划线的重合点命名为B点，则划断线二10与水平线的夹角α值需要与线AB与水平线的夹角β值满足α≥β，如图2所示；

S102、确定划断线一9与划断线二10后，两条直线所得到的连续折线即为匕首刀的最终划线轨迹。

步骤二、依据确定的划断线，使用匕首刀以前倾的方式切割，匕首刀前倾角度θ=15°~40°。

步骤三、使用大直径圆盘刀4以往复走刀的方式铣削零件转角相切面3，通过控制圆盘刀刀具的旋转方向以及刀具的换向位置来实现零件1的加工，且保证最后一层加工时刀轨由远离转角2结构一侧向转角2结构方向铣削，大直径圆盘刀4加工进给F=4000~8000，如图3所示。

步骤四、使用小直径圆盘刀11以单向走刀的方式，从右至左、从上至下地单向铣削零件1转角2结构，且从远离转角相切面3的一侧开始进行单向铣削加工，小直径圆盘刀11加工进给F=3000~5000，直至零件1转角2结构加工到位，如图4所示。

本实施例中，大直径圆盘刀4与小直径圆盘刀11只是为了区别转角2和转角相切面3采用的刀具规格大小不同，实际应用中，圆盘刀的直径需要根据转角2和转角相切面3的实际结构参数来确定。

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 (4)

1.一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据加工时所使用的刀具参数以及零件（1）结构特点，使用匕首刀以划线的方式对零件（1）转角（2）结构进行特征分段；

S2、依据确定好的划线，使用匕首刀以前倾的方式切割；

S3、使用大直径圆盘刀（4）以往复走刀的方式铣削零件转角相切面（3）；

S4、使用小直径圆盘刀（11）以单向走刀的方式铣削零件转角（2），直至零件转角（2）加工到位；

步骤S1中，划线位置的具体确定方法如下：

S100、根据转角相切面（3）上大直径圆盘刀（4）走刀时的圆盘刀轮廓轨迹（6），找到各圆盘刀的轮廓交点（7），多交点连线得到匕首刀的划断线一（9）；

S101、大直径圆盘刀（4）在转角相切面（3）进行最后一层铣削时，可得到大直径圆盘刀（4）轮廓轨迹与零件转角相切面（3）边缘的一组重合点，找出其中最靠近划断线一（9）的重合点A（8），再找出该A点所在圆盘刀轮廓轨迹（6）与划断线一（9）的重合点B，则划断线二（10）与水平线的夹角α值需要与线AB与水平线的夹角β值满足α≥β；

S102、确定划断线一（9）与划断线二（10）后，两条直线所得到的连续折线即为匕首刀的最终划线轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法，其特征在于：步骤S2中，匕首刀切割时的前倾角度θ=15°~40°。

3.根据权利要求1所述的一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法，其特征在于，大直径圆盘刀（4）加工转角相切面（3）的最后一层时，刀轨由远离转角（2）结构一侧向转角（2）结构方向铣削。

4.根据权利要求1所述的一种用于纸蜂窝零件转角结构的数控加工方法，其特征在于，小直径圆盘刀（11）加工零件转角（2）时，从远离转角相切面（3）的一侧开始对转角（2）进行单向铣削加工。

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