[发明专利]一种薄壁零件精密数控铣削加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种零件加工方法，更具体的说，是涉及薄壁零件精密数控铣削加工方法。

背景技术

现代航空、航天、兵器等国防工业领域的许多重要零件为薄壁结构，并且具有结构复杂零件精度要求高的特点。虽然，目前先进的数控加工设备可以达到很高的刚度和精确的运动控制，但是，由于薄壁结构零件刚度差，在加工过程中极易发生加工变形和切削振动，导致加工误差，从而难以保证零件的加工精度和表面质量，严重情况下造成零件报废。因而，在保证加工效率的同时，如何采用有效措施控制或减少薄壁零件的加工变形，保证加工质量是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种减小薄壁零件铣削加工变形，提高加工精度和表面质量的加工方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种薄壁零件精密数控铣削加工方法，其特征在于，采用顺铣的加工方式，薄壁零件立铣精加工最后一刀时，侧壁和腹板的加工余量分别为2-5毫米；侧壁加工时，轴向切深ap为0.2-0.8毫米，径向切宽为60％-80％的刀具直径；腹板加工时，轴向切深ap为2-5毫米，径向切宽ae为10％-20％的刀具直径。

薄壁腹板的加工螺旋角为30°、刀具刃数为2刃或3刃、主偏角为70°-90°、刀具直径为φ4-φ12mm；薄筋侧壁的加工螺旋角为45°-55°、刀具刃数为2刃或3刃、刀具直径为φ1-φ12mm。

本发明具有下述技术效果：

本发明的加工方法在切削参数、刀具几何参数等方面进行了改进，薄壁零件立铣精加工最后一刀时，侧壁和腹板的加工余量较常规工艺偏大，以避免薄壁零件的刚度太低。侧壁加工时为减小侧壁变形，切削用量采用小的轴向切深ap和大径向切宽ae，以减小径向切削力。腹板加工时为减小腹板变形，切削用量采用相对大的轴向切深ap和小的径向切宽ae，以减小轴向切削力。通过上述切削参数与刀具几何参数的结合，在保证加工效率的同时，通过有效地减缓工件自身刚度的降低以及控制薄壁方向的切削力，从而有效地减小和控制了薄壁零件的加工变形，保证了零件的加工精度和表面质量。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。

一种薄壁零件精密数控铣削加工方法，采用顺铣的加工方式，薄壁零件立铣精加工最后一刀时，侧壁和腹板(即铣削加工中的水平面)在的加工余量较常规工艺偏大，侧壁和腹板的加工余量分别为2-5毫米。侧壁加工时为减小侧壁变形，切削用量采用小的轴向切深ap，一般为0.2-0.8毫米，被加工零件材料硬度高时取小值；采用大的径向切宽ae，一般为60％-80％的刀具直径，以减小径向切削力。腹板加工时为减小腹板变形，切削用量采用相对大的轴向切深ap，一般为2-5毫米，被加工零件材料硬度高时取小值；采用小的径向切宽ae，一般为10％-20％的刀具直径，以减小轴向切削力。

薄壁腹板的加工螺旋角为30°、刀具刃数为2刃或3刃、主偏角为70°-90°、刀具直径为φ4-φ12mm；薄筋侧壁的加工螺旋角为45°-55°、刀具刃数为2刃或3刃、刀具直径为φ1-φ12mm。

以下以加工长为180mm，宽为150mm，高为40mm，加工后四个侧面和底面的壁厚均为2.5mm的“盒体”薄壁零件为实施例对本发明进行详细说明。

工件毛坯为2A12铝合金板材，零件毛坯外形铣削六面后，采用高速铣削加工内部腔体，先粗铣腔体，再精铣达到图纸尺寸要求。常规的精铣腔体切削工艺参数为：刀具选用直径Ф8的整体硬质合金4刃立铣刀，螺旋角为45°，腔体侧壁和底面精加工余量为0.5mm，进给速度f＝2.5m/min，n＝8000r/min，精铣侧壁时，采用轴向切深ap为3-5mm，径向切宽ae为0.3-1mm，而精铣底面时，采用轴向切深ap为0.3-0.5mm，径向切宽ae为5-6mm，从里向外环切。采用上述精铣工艺，成品工件侧壁和底面的最大加工变形分别为0.052mm和0.154mm，表面粗糙度约1.6um。