[发明专利]一种大跨度槽腔的高速铣削加工方法

说明书

本发明公开了一种大跨度槽腔的高速铣削加工方法，用于对大跨度槽腔的腹板和设置在腹板四周的筋条进行铣削加工，在腹板与至少一个筋条之间设置至少一个连接腹板与筋条的工艺支撑筋以提高腹板和筋条的刚性；绕过工艺支撑筋加工腹板和筋条上其他表面之后，对工艺支撑筋进行定摆角行切。本发明的有益效果是：本发明能够增加腹板和筋条的刚性，从而增加腹板和筋条在被铣削时的抗变形能力，以此能够提高腹板和筋条的加工精度，还能够避免因为预留较大的加工余量而增加工艺步骤和工艺时间，从而起到简化工艺步骤、缩短工艺时间、提高加工效率的作用。

技术领域

本发明涉及领域，具体的说，是一种大跨度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大跨度槽腔的特征结构，由于零件槽腔较大，零件的筋条和腹板跨度很大。若筋条跨度大于500mm，筋条高度H与筋条厚度t的比值达到20及以上，此类筋条的刚性相对较差。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。在高速数控铣削加工大跨度槽腔时，若不在工艺方法上进行改进，很难稳定零件的加工过程，并难以获得质量合格的零件实物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够增加零件的刚性、有利于在加工过程中防止零件变形、提高零件加工质量的大跨度槽腔的高速铣削加工方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种大跨度槽腔的高速铣削加工方法，用于对大跨度槽腔的腹板和设置在腹板四周的筋条进行铣削加工，在腹板与至少一个筋条之间设置至少一个连接腹板与筋条的工艺支撑筋以提高腹板和筋条的刚性；绕过工艺支撑筋加工腹板和筋条上其他表面之后，对工艺支撑筋进行定摆角行切。本方案通过设置工艺支撑筋能够增加腹板和筋条的刚性，从而增加腹板和筋条在被铣削时的抗变形能力，以此能够提高腹板和筋条的加工精度。通过设置工艺支撑筋还能够避免在加工腹板和筋条的时候预留大的加工余量，从而有利于简化工艺步骤，缩短工艺时间并提高加工效率。使用定摆角行切能够在清除工艺支撑筋的时候避免刀具对已加工的表面造成破坏，从而有利于保证加工精度。并且有利于实现一次性清除大面积的工艺支撑筋，从而减少工艺步骤并缩短工艺时间。

包括以下几个步骤：

步骤S1：对腹板进行粗铣，在粗铣之后进行精铣，铣削的时候使铣削用的刀具绕过工艺支撑筋；

步骤S2：对设置有工艺支撑筋的筋条进行精铣，精铣的时候使精铣用的刀具绕过工艺支撑筋；

步骤S3：使用定摆角行切的工艺方法铣掉工艺支撑筋；

步骤S4：对工艺支撑筋的残留进行精加工以完全清除工艺支撑筋。

所述的步骤S3中，定摆角行切指的是使铣削所用刀具的刀轴相对于筋条偏转，利用偏转后的刀具采用行切的切削方式进行铣削。以此在行切的过程中，仅刀具底角参与切削，刀具的切削刃与已加工的零件表面不接触，从而使得加工过程更加平稳，有利于减小加工过程中产生的振动，从而有利于提高表面加工质量。

所述的铣削所用刀具的刀轴相对于筋条偏转1~3°。以此避免产生较大的残留，从而使得后续对工艺支撑筋残留的清理更加方便。

所述的步骤S4中，使对工艺支撑筋的残留进行精加工的刀具刀轴垂直于腹板，并使该刀具与筋条的距离为0.02mm。以此有利于避免刀具接触到已加工的表面而引起振动，便于防止已加工的表面精度被破坏。

所述的工艺支撑筋为楔形。将工艺支撑筋设计为楔形能够起到良好的加工减振性，避免清除工艺支撑筋时，因为工艺支撑筋的余量较多而增加工艺步骤或导致工艺时间长。