[发明专利]一种弱刚性工字构件的加工方法

说明书

本发明一种弱刚性工字构件的加工方法，属于机械加工技术领域，尤其是涉及一种细长薄壁高强构件的加工方法；所要解决的技术问题为：采取构件刚度梯次渐变稳态加工、切削应力最小化控制的复合加工措施，实现对弱刚性工字构件进行防变形、高效加工的目的；采用的技术方案为：一种弱刚性工字构件的加工方法，包括以下步骤：装夹步骤，使用双虎钳装夹；加工步骤，对弱刚性工字构件采用从两端向中心加工的加工顺序，并采用高速铣的加工方式，另外，在加工工字结构中凹槽时，先高速铣削出两个工艺槽，所述工艺槽即为工字结构中凹槽的两端部分；本发明用于加工弱刚性工字构件。

技术领域

本发明一种弱刚性工字构件的加工方法，属于机械加工技术领域，尤其是涉及一种细长薄壁高强构件的加工方法。

背景技术

如图1-图3所示，一种弱刚性工字构件，整体为长条形，两端为平板状支耳，支耳上还具有台阶，台阶上具有弧形的支耳槽，两支耳与构件中部本体连接的部位各设置有一个支耳加强筋，两支耳加强筋之间本体部分的截面为工字形，且其腹板上具有多个减轻孔。具体结构参数见下表。

表1 一种弱刚性工字构件的结构参数

由表1可知，该构件的特点为：

1、构件结构为细长、薄壁、工字形结构；

2、构件材质为高强锻件结构钢；

3、构件坯料与成品质量比为11.06：1，即绝大部分材料均被去除，这必然会产生大量机加应力。

该构件的加工难点主要有以下两处：

1、构件长、薄，则结构刚度不足；材料硬度高、去除量大，则易产生大量的切削应力；这两方面因素叠加，容易导致机械加工后构件在厚度方向发生翘曲变形；

2、材料硬度高、去除量大，容易导致刀具易磨损、加工时间长。

该构件的现有加工流程如图4所示，其存在如下不足：

1、构件的材料去除率达到90.95%，材料留存率仅为9.05%，大部分材料从构件的厚度方向（130mm方向）去除。通过机械加工去除大量材料必然会产生大量的机加热量，从而导致产生大量的机加应力，大量机加应力在工件内再分布及平衡必然会导致工件变形。弱刚性工字构件在机加后必然在厚度方向产生变形，主要表现为厚度方向翘曲、扭曲等。

2、构件的材料为高强锻件（30CrMnSiA、锻件Ⅰ-QJ500A-1998），材料去除率达到90.95%，这样势必导致加工时间长；此外，由于机加量大，材料硬度高，必然导致刀具磨损严重，为更换磨损刀具，消除磨损刀具加工的不良表面，需要换刀、对刀、重新加工等，这进一步延长了加工时间。在以上因素的综合作用下，使得加工效率比较低。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：采取构件刚度梯次渐变稳态加工、切削应力最小化控制的复合加工措施，实现对弱刚性工字构件进行防变形、高效加工的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种弱刚性工字构件的加工方法，其特征在于包括以下步骤：

装夹步骤，使用双虎钳装夹；

加工步骤，对弱刚性工字构件采用从两端向中心加工的加工顺序，并采用高速铣的加工方式，另外，在加工工字结构中凹槽时，先高速铣削出两个工艺槽，所述工艺槽即为工字结构中凹槽的两端部分。

进一步的，一种弱刚性工字构件的加工方法，具体包括以下步骤：

第一步，半精铣高度方向上下表面

1）平口虎钳装夹构件厚度方向；

2）半精铣高度方向上表面