CN112496418B - 一种对开机匣锥形外型面结构四坐标高效铣削的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种对开机匣锥形外型面结构四坐标高效铣削的加工方法，用四坐标加工中心代替五坐标加工中心进行铣削加工，具体步骤如下：步骤(1)、在两个对开设置的纵向安装边的两侧加工型槽，加工轨迹为自型槽下部进刀，沿矩形路径切削加工后，自型槽下部退刀；然后同样刀具加工两个加强筋间的型槽；步骤(2)、依次加工步骤(1)加工过的各区域的外形面；步骤(3)、铣外型面上安装边下沿区域，铣外型面下安装边上沿区域；本发明的优点是：解决了对开机匣锥形外型面用四坐标加工中心代替五坐标加工中心的高效铣削加工问题，在保证零件加工质量的前提下，缩短了铣加工时间，降低了加工成本，解决了设备瓶颈问题。
Description
技术领域
本发明涉及精密加工技术领域，具体是一种对开机匣锥形外型面结构的数控加工方法。
背景技术
对开机匣属于航空发动机机匣的重要零件，毛料一般为环锻件，锥形外型面加工余量较大，需要五坐标加工中心加工。五坐标加工策略一般采用玉米铣刀垂直外型面法向方向分层去除加工余量，为提高铣削加工效率，该方法需要大扭矩主轴刚性好的五坐标加工中心，这样的设备对于企业来说，设备数量较少，不能满足日益增产的需求，是制约生产的瓶颈设备问题。因此，需要研究适合于对开机匣锥形外型面的四坐标高效铣削加工方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种对开机匣锥形外型面结构四坐标高效铣削的加工方法，用四坐标加工中心代替五坐标加工中心进行铣削加工，具体步骤如下：
步骤(1)、在两个对开设置的纵向安装边的两侧加工型槽，刀具选择Ф20R6.5硬质合金铣刀，加工轨迹为自型槽下部进刀，沿矩形路径切削加工后，自型槽下部退刀；
然后用同样刀具加工两个加强筋间的型槽；加工轨迹为自型槽下部进刀，沿矩形路径切削加工后，自型槽下部退刀；
步骤(2)、依次加工步骤(1)加工过的各区域，刀具选择Ф20R6.5硬质合金铣刀，在加强筋的一侧加工轨迹为为上部进刀，下部退刀，依次切削；在加强筋的另外一侧加工轨迹为为下部进刀，上部退刀，依次切削；
步骤(3)、铣外型面上安装边下沿区域，刀具选择标准Ф13R6.5硬质合金球铣刀，加工轨迹为右侧进刀，左侧退刀，自上而下依次切削；
铣外型面下安装边上沿区域，刀具选择标准Ф32R3机夹铣刀，加工轨迹为左侧进刀，右侧退刀，自上而下依次切削。
将步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的方法固化到工艺文件中，指导生产加工，实现机匣外型面采用四坐标加工中心铣加工。
本发明的优点是：解决了对开机匣锥形外型面用四坐标加工中心代替五坐标加工中心的高效铣削加工问题，实现锥形外型面的五坐标铣削加工内容；在保证零件加工质量的前提下，缩短了铣加工时间，降低了加工成本，解决了设备瓶颈问题；零件加工质量稳定，可以扩展到其它类似结构的机匣上使用。
附图说明
图1为机匣的俯视图；
图2为图1的A-A位置剖视图；
图3为纵向安装边两侧的型槽轮廓图(图1的B向)；
图4-1为纵向安装边两侧和加强筋间的型槽刀具轨迹图；
图4-2为图4-1的D向视图；
图5-1为铣外型面的刀具轨迹图；
图5-2为图5-1的C向视图；
图6为铣外型面上、下安装边刀具轨迹图；
图7为Ф20R6.5硬质合金铣刀的刀具图。
具体实施方式
以下结合具体案例和附图详细讲述本发明：
如图1所示的机匣，在横向对开设置纵向安装边1，机匣上部设置上安装边2，机匣下部设置下安装边3，机匣侧壁对称设置四根加强筋4，四根加强筋与两个纵向安装边将机匣的外表面分成六个区域，分别是两个纵向安装边与加强筋之间的区域和2个加强筋之间的区域，对应的每个区域都设置型槽，分别是第一型槽10、第二型槽20、第三型槽30、第四型槽40、第五型槽50及第六型槽60；该机匣材料为高温合金，毛料为环锻件，零件最大直径Ф686，最小直径Ф575，外型面锥度10°，壁厚5.9mm，纵向安装边厚度12.8mm，外型面加工余量22mm，具体加工步骤如下：
步骤(1)在对开设置的纵向安装边1两侧加工型槽，即加工第一型槽10、第三型槽30、第四型槽40、第六型槽60，刀具选择Ф20R6.5硬质合金铣刀，刀具图见图7，加工轨迹见图4；在加强筋之间加工第二型槽20和第五型槽50，刀具选择Ф20R6.5硬质合金铣刀，加工轨迹见图4，即加工轨迹为自型槽下部进刀，沿矩形路径切削加工后，自型槽下部退刀；同一弧面自内向外，逐步加工；然后再沿径向自外向内逐步增加切削深度；
步骤(2)在上述加工后的区域内铣外型面，加工轨迹如图5为：在加强筋的一侧加工轨迹为为上部进刀，下部退刀，依次切削；在加强筋的另外一侧加工轨迹为为下部进刀，上部退刀，依次切削；刀具选择Ф20R6.5硬质合金铣刀；
步骤(3)、铣外型面上安装边下沿区域，刀具选择标准Ф13R6.5硬质合金球铣刀，加工轨迹为右侧进刀，左侧退刀，自上而下依次切削；
铣外型面下安装边上沿区域，刀具选择标准Ф32R3机夹铣刀，加工轨迹为左侧进刀，右侧退刀，自上而下依次切削；加工轨迹见图6。
本发明的加工轨迹设计不仅考虑了便于加工，还考虑到减少加工过程中变形力对机匣的形状所造成的影响，因此，采用了对称位置相反的加工轨迹。
步骤(4)将步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的方法固化到工艺文件中，指导生产加工，实现了机匣外型面采用四坐标加工中心铣加工，加工时间由原来的23小时缩短到18小时，提高加工效率21％。
Claims (2)
1.一种对开机匣锥形外型面结构四坐标高效铣削的加工方法，其特征在于：用四坐标加工中心代替五坐标加工中心进行铣削加工，具体步骤如下：
步骤(1)、在两个对开设置的纵向安装边的两侧加工型槽，刀具选择Ф20R6.5硬质合金铣刀，加工轨迹为自型槽下部进刀，沿矩形路径切削加工后，自型槽下部退刀；
然后用同样刀具加工两个加强筋间的型槽；加工轨迹为自型槽下部进刀，沿矩形路径切削加工后，自型槽下部退刀；
步骤(2)、依次加工步骤(1)加工过的各区域，刀具选择Ф20R6.5硬质合金铣刀，在加强筋的一侧加工轨迹为上部进刀，下部退刀，依次切削；在加强筋的另外一侧加工轨迹为下部进刀，上部退刀，依次切削；
步骤(3)、铣外型面上安装边下沿区域，刀具选择标准Ф13R6.5硬质合金球铣刀，加工轨迹为右侧进刀，左侧退刀，自上而下依次切削；
铣外型面下安装边上沿区域，刀具选择标准Ф32R3机夹铣刀，加工轨迹为左侧进刀，右侧退刀，自上而下依次切削。
2.根据权利要求1所述的对开机匣锥形外型面结构四坐标高效铣削的加工方法，其特征在于：将步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的方法固化到工艺文件中，指导生产加工，实现机匣外型面采用四坐标加工中心铣加工。
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