[发明专利]飞机机翼钛合金薄壁腹板高效数控加工工艺

权利要求书

1.飞机机翼钛合金薄壁腹板高效数控加工工艺，其特征在于：包括以下步骤，

（1）、下料；

（2）、加工腹板外轮廓，加工出用于定位耳片；

（3）、装夹腹板，加工腹板正面的型腔；

（4）、加工腹板侧壁：

（5）、腹板快速转换，加工腹板反面的型腔和腹板侧壁；

（6）、铣去定位耳片；

（7）、质量检验。

2.根据权利要求1所述的飞机机翼钛合金薄壁腹板高效数控加工工艺，其特征在于：所述步骤（1）具体为，采用材料牌号为Ti-6Al-4V的板材，使用切割机将板材呈长方形，进行退火、室温力学性能σ_b=895MPa，下料尺寸在腹板外形设计尺寸的基础上双边增加2mm的加工余量。

3.根据权利要求1所述的飞机机翼钛合金薄壁腹板高效数控加工工艺，其特征在于：所述步骤（2）具体包括以下步骤，

A、加工板材的六个面：使用通用夹具将腹板夹紧在数控铣床上，将长方形板材的六个面均作为加工面，加工后保证相邻面垂直度0.1，相对面平行度0.1，采用大直径钨钴（YG）类硬质合金面铣刀，铣刀刀片采用小的前角，大的后角，刀尖采用圆弧刃，每齿进给量0.5mm，切削深度1.5mm，径向切削宽度小于刀具直径的1/3；切削速度50m/min；

B、加工腹板的外轮廓和定位耳片：以板材底面及两个相邻侧面为定位面，使用压块将板材顶面和侧面压紧到数控铣床的工作台上；先进行粗加工，粗加工刀具为钨钴（YG）类整体螺旋立铣刀，轮廓切削速度47m/min，每齿进给量0.057mm，径向切削宽度小于等于刀具直径的1/3，切削深度等于刀具直径的0.5～1倍；再进行精加工，精加工外轮廓刀具材质同粗加工，轮廓切削速度68m/min，每齿进给量0.045mm, 径向切削宽度为1mm,切削深度等于刀具直径的1～2倍；加工好定位耳片后，在定位耳片上进行钻孔，钻头为整体式硬质合金钻头，直径11.8mm，每转进给量0.15mm，切削速度25 m/min；孔的精加工刀具为整体硬质合金铰刀，切削速度15 m/min，每齿进给量0.05～0.1mm。

4.根据权利要求1所述的飞机机翼钛合金薄壁腹板高效数控加工工艺，其特征在于：所述步骤（3）具体包括以下步骤，

（A）、用于装夹带定位耳片的腹板采用一种专用夹具，该专用夹具包括平台板，平台板上设有连接孔，平台板上设有支撑板，支撑板四周分别通过一个快速锁紧销与平台板上的连接孔定位连接，支撑板上均匀设有若干个用于支撑腹板的辅助支撑块，支撑板上设有定位块，辅助支撑块上设有与支撑板连接的插孔，插孔内设有插在支撑板上的插销，定位块设有两条平行的下长孔，下长孔内穿设有用于将定位块与支撑板固定连接的紧固螺栓，定位块与定位耳片一一对应布置，定位块与定位耳片之间通过圆柱销和棱形销定位连接，定位块上设有螺杆，螺杆穿设有紧压定位耳片的压板，压板上设有用于穿过螺杆的上长孔，上长孔与下长孔平行，螺杆螺纹连接有压紧压板的螺母，定位块上设有支撑螺栓，支撑螺栓上端与压板下表面接触；在数控机床之外将带定位耳片的腹板放置到支撑板上，腹板放置到辅助支撑块上，定位耳片与定位块之间对应的孔通过圆柱销或菱形销连接，校准腹板；接着使用行车将平台板吊装到数控机床上，对数控加工原点找正；

（B）、腹板的加工即指对型腔的底面加工，腹板最终加工厚度为4mm，腹板侧壁厚4mm，留加工余量1mm；采用的刀具为钨钴类整体螺旋立铣刀，其中刀具的底刃对腹板的变形影响最大，以最小切削力为目标，确定底刃前角为13°，后角为17°，螺旋角为36°，层间下刀采用螺旋斜坡铣削，下刀点在腹板对称中心位置，走刀轨迹设计从中心位置下刀环切，环的形状同型腔侧壁所围成的图形形状，即先加工中间再加工四周，保证刀具在加工时，受向下的轴向力作用，使腹板有向下的趋势，腹板不会被带起，有助于提高零件刚性，提高零件表面粗糙度，切削速度28 m/min，每齿进给量0.03～0.05mm，切削深度小于等于刀具直径的0.5倍，铣削方向以顺铣方式铣削。