[发明专利]一种环形空心薄壁类零件深通槽腔的数控铣削方法

说明书

本发明属于属于航空精密制造加工技术领域,尤其涉及是一种环形空心薄壁类零件深通槽腔的数控铣削方法，包括将零件卧式装夹在数控机床工作台上；选择与深通槽腔转角R等半径的U钻安装于数控机床上，利用U钻将所有转角R加工到位；采用可转位铣刀对零件槽腔进行粗铣，并预留侧壁支撑余量和槽底支撑余量；利用立铣刀Ⅰ对零件槽腔进行分层加工，以铣切零件槽腔的侧壁支撑余量；立铣刀Ⅱ从零件槽腔槽底的外侧铣切槽底支撑余量，直至深通槽腔成型。本技术方案采用分层加工的方式在深通槽腔侧壁加工的过程中确保足够的余量支撑，有效克服零件内应力变化及切削力的影响，提高零件表面质量，对减轻后续钳工打磨工作量具有重要作用。

技术领域

本发明属于航空精密制造加工技术领域, 尤其涉及是一种环形空心薄壁类零件深通槽腔的数控铣削方法。

背景技术

随着航空技术的发展，现代飞机机动性能、飞行性能、寿命和低制造成本等性能指标不断提高，对飞机结构件的结构特性提出越来越严苛的要求，航空结构件已逐渐向大型化、整体化、薄壁化等方向发展。为了减轻飞机重量，飞机设计与制造过程中大量采用薄壁结构。以飞机进气道唇口零件为例，如附图1所示，为满足使用性能及轻量化需求，该类零件一般采用薄壁深槽腔结构的设计，零件唇口外壁和唇口内壁形成环形空心薄壁特征，唇口后端面与飞机进气道前端连接，导致唇口内腔形成通槽，零件整体壁厚2mm，零件内腔转角R10，槽深达200mm以上，刀具长径比达10倍以上，结构刚性弱，加工过程稳定性差，极易发生颤振，造成零件加工质量问题。

空心薄壁类零件的深通槽腔的加工工艺有以下两大难点：

1、深通槽腔加工时，因零件内应力变化及切削力的影响，刀具极易拉伤零件。导致后续钳工打磨工作量较大，特别是内侧面，钳工打磨更加困难，特别严重的可能导致零件超差报废的问题；

2、刀具长径比达10倍以上，使用圆柱柄直颈刀杆和可换式变形金刚铣刀头组合式加长型立铣刀，刀具刚性差，零件和刀具易产生颤振；常规立铣刀的切削刃长达40mm以上，当震颤量达到一定程度时，零件已加工区域将会与切削刃部产生二次切削，啃伤零件已加工表面。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种环形空心薄壁类零件深槽腔的数控铣削方法，具体如下：

一种环形空心薄壁类零件深通槽腔的数控铣削方法，包括以下步骤：

S1，利用工装将零件卧式装夹在数控机床工作台上，使零件的待加工位置完全暴露，处于可加工的状态；其中，卧式装夹是使待加工的深通槽腔的轴向与机床工作台平行；

S2，根据零件设计的尺寸信息，选择与深通槽腔转角R等半径的U钻，并将U钻安装于数控机床上，通过在深通槽腔的所有转角R处，分别基于数控系统中的深孔钻孔指令编程钻制转角通孔的方式，将所有转角R加工到位；

S3，零件槽腔粗加工，即采用可转位铣刀对零件槽腔进行粗铣，并预留侧壁支撑余量和槽底支撑余量；

S4，零件槽腔精加工，即利用立铣刀Ⅰ从任意转角通孔处开起刀，对零件槽腔进行分层加工，以铣切零件槽腔的侧壁支撑余量；

S5，控制数控机床工作台旋转180°，使得零件同步旋转180°，利用立铣刀Ⅱ从零件槽腔槽底的外侧铣切槽底支撑余量，直至深通槽腔成型。

优选的，所述步骤S3中，侧壁支撑余量和槽底支撑余量都为6mm。

优选的，所述步骤S4中，对零件槽腔进行分层加工包括以下步骤：

S41，根据零件槽腔的轴向尺寸对零件槽腔进行轴向分层，划分出若干轴向层；

S42，根据轴向层的划分结果，沿零件槽腔的轴向由浅到深的依次将每个轴向层加工到位。

优选的，所述步骤S42中，每个轴向层都采用径向三刀法分层加工，其中，第一刀径向预留1mm支撑余量，第二刀预留0.2 mm支撑余量，第三刀将当前轴向层加工到位。