CN110860852A - 一种不锈钢长梁零件的数控加工方法 - Google Patents

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尹成
刘翘楚
邱洋
吴树宏
张超
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢长梁零件的数控加工方法，包括下述步骤：（1）铣削加工基准面、工艺孔及压紧孔；（2）将零件装夹、定位于工装上；（3）粗加工零件；（4）自然时效；（5）校型加工；（6）半精及精加工零件。与之前技术中不锈钢长梁零件的数控加工方法相比，使用本发明中的方法，通过过定位装夹、设置校型加工、半精加工及时效工序、不同零件结构特征使用不同刀具等方法，控制零件变形，减少零件加工过程中的磨损和断刀，提升零件加工精度和稳定性。

Description

一种不锈钢长梁零件的数控加工方法
技术领域
本发明属于难加工材料机加领域，具体涉及长梁零件的数控加工方法。
背景技术
以PH13-8Mo为代表的沉淀强化不锈钢材料，是飞机长梁类零件常使用的材料，其具有高强度和高硬度及优良的抗腐蚀性能，塑形好且无明显的各项异性等优良特性。但这也导致其切削性能差，加工难度大，是典型的难加工材料。目前它的加工难点主要有以下几点：
侧弯变形：侧弯主要发生长宽比过大的细长梁中，发生侧弯后，零件一般呈“弓形”结构，侧弯会导致零件余量单边、加工中切削不均匀，影响刀具使用寿命。甚至影响到零件加工成形。
翘曲变形：翘曲变形产生的主要原因是应力释放不均匀，导致零件发生拱翘，变形点主要集中在了梁的两端头和梁中间区域，发生翘曲变形将影响零件的正常装夹，影响零件的平面度，过大的变形量会严重影响零件的加工成形。
伸缩变形：材料去除后，应力的释放导致的侧弯和翘曲变形以及热处理工序都将影响到零件整体的伸长缩短。在加工过程中零件的伸缩对零件的定位以及最后成形都会造成很大的影响。
让刀：材料强度高，使得刀具在加工过程中被弹开，有部分理论上应该切削去除的材料因为刀具变形而未被去除，产生让刀误差，如果刀具刚性不足，会使得让刀误差加大，使零件超差，同时影响零件表面质量。
悬空腹板：双面框格梁，第二面加工腹板成形时，腹板较薄，且无任何支持，主轴铣削力量大，加工中振动大，悬空腹板在加工过程中，易发生共振现象。
发明内容
本发明的目的就在于为了应对上述问题而提供的一种不锈钢长梁零件的数控加工方法。
一种不锈钢长梁零件的数控加工方法，包括下述步骤：
（1）铣削加工基准面；
（2）将零件装夹、定位于工装上；
（3）粗加工零件；
（4）自然时效；
（5）校型加工；
（6）半精及精加工加工零件。
所述步骤（2）中，使用过定位方式定位零件，工装可以使零件腹板参与定位。
所述步骤（3）中，依次进行套轮廓、钻压紧孔初孔、粗铣外形、粗铣内形。
所述步骤（4）中，依次进行精铣筋顶、半精铣腹板、插铣转角、半精铣内外形、精铣腹板、精铣外形、精铣内形、精铣转角、下断凸台。
步骤（3）中，套轮廓使用硬质合金焊接球头刀；钻压紧孔初孔使用U钻；粗铣外形使用玉米铣刀；粗铣内形使用可转位圆刀片铣刀或大进给铣刀。
所述步骤（5）中，加工基准面，使用方肩铣刀。
所述步骤（6）中，精铣筋顶使用可转位圆刀片铣刀或方肩铣刀、半精铣腹板使用可转位圆刀片铣刀或方肩铣刀、插铣转角使用插铣刀、半精铣内外形使用可转位玉米铣刀、精铣腹板使用方肩铣刀、精铣外形使用整体硬质合金刀具、精铣内形使用整体硬质合金刀具、精铣转角使用整体硬质合金刀具、下断凸台使用硬质合金焊接刀具或整体硬质合金刀具。
本发明使用过定位方式定位零件减小零件变形，同时工装可以使零件腹板参与定位，提高加工腹板时的稳定性；通过增加时效处理释放加工应力提高加工精度；通过设置半精加工，实现更均匀去除材料余量；通过根据加工结构特征、切削余量的不同选取不同类型的刀具，进一步控制加工变形。
本发明中的方法，通过过定位装夹、设置校型加工、半精加工及时效工序、不同零件结构特征使用不同刀具等方法，控制零件变形，减少零件加工过程中的磨损和断刀，提升零件加工精度和稳定性。
附图说明
图1是长梁类零件的简化示意图。
图2是一把U钻。
图3是一把玉米铣刀。
图4是一把可转位圆刀片铣刀。
图5是一把大进给铣刀。
图6是一把方肩铣刀。
图7是一把插铣刀。
图8是一把整体硬质合金刀具。
图9是一把硬质合金焊接刀具。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
在粗加工时：套轮廓使用硬质合金焊接球头刀；钻压紧孔初孔使用U钻如图2；粗铣外形使用玉米铣刀如图3；粗铣内形使用可转位圆刀片铣刀如图4或大进给铣刀如图5；
校型加工时，使用方肩铣刀如图6。
在精加工时：精铣筋顶使用可转位圆刀片铣刀如图4或方肩铣刀如图6、半精铣腹板使用可转位圆刀片铣刀如图4或方肩铣刀如图6、插铣转角使用插铣刀如图7、半精铣内外形使用可转位玉米铣刀如图3、精铣腹板使用方肩铣刀如图3、精铣外形使用整体硬质合金刀具如图8、精铣内形使用整体硬质合金刀具如图8、精铣转角使用整体硬质合金刀具如图8、下断凸台使用硬质合金焊接刀具如图9或整体硬质合金刀具如图8。
本发明一种不锈钢长梁零件的数控加工方法为：
（1）铣削加工基准面；
（2）将零件装夹、定位于工装上，使用过定位方式定位零件，工装可以使零件腹板参与定位；
（3）粗加工零件，依次进行套轮廓、钻压紧孔初孔、粗铣外形、粗铣内形；套轮廓使用硬质合金焊接球头刀；钻压紧孔初孔使用U钻；粗铣外形使用玉米铣刀；粗铣内形使用可转位圆刀片铣刀或大进给铣刀；
（4）自然时效，依次进行精铣筋顶、半精铣腹板、插铣转角、半精铣内外形、精铣腹板、精铣外形、精铣内形、精铣转角、下断凸台；
（5）校型加工，加工基准面，使用方肩铣刀；
（6）半精及精加工加工零件，精铣筋顶使用可转位圆刀片铣刀或方肩铣刀、半精铣腹板使用可转位圆刀片铣刀或方肩铣刀、插铣转角使用插铣刀、半精铣内外形使用可转位玉米铣刀、精铣腹板使用方肩铣刀、精铣外形使用整体硬质合金刀具、精铣内形使用整体硬质合金刀具、精铣转角使用整体硬质合金刀具、下断凸台使用硬质合金焊接刀具或整体硬质合金刀具。

Claims (7)

1.一种不锈钢长梁零件的数控加工方法，其特征在于，包括下述步骤：
（1）铣削加工基准面；
（2）将零件装夹、定位于工装上；
（3）粗加工零件；
（4）自然时效；
（5）校型加工；
（6）半精及精加工加工零件。
2.根据权利要求1所述的不锈钢长梁零件的数控加工方法，其特征在于：所述步骤（2）中，使用过定位方式定位零件，工装可以使零件腹板参与定位。
3.根据权利要求1所述的不锈钢长梁零件的数控加工方法，其特征在于：所述步骤（3）中，依次进行套轮廓、钻压紧孔初孔、粗铣外形、粗铣内形。
4.根据权利要求1所述的不锈钢长梁零件的数控加工方法，其特征在于：所述步骤（4）中，依次进行精铣筋顶、半精铣腹板、插铣转角、半精铣内外形、精铣腹板、精铣外形、精铣内形、精铣转角、下断凸台。
5.根据权利要求1或3所述的不锈钢长梁零件的数控加工方法，其特征在于：步骤（3）中，套轮廓使用硬质合金焊接球头刀；钻压紧孔初孔使用U钻；粗铣外形使用玉米铣刀；粗铣内形使用可转位圆刀片铣刀或大进给铣刀。
6.根据权利要求1所述的不锈钢长梁零件的数控加工方法，其特征在于：步骤（5）中，加工基准面，使用方肩铣刀。
7.根据权利要求1或6所述的不锈钢长梁零件的数控加工方法，其特征在于：步骤（6）中，精铣筋顶使用可转位圆刀片铣刀或方肩铣刀、半精铣腹板使用可转位圆刀片铣刀或方肩铣刀、插铣转角使用插铣刀、半精铣内外形使用可转位玉米铣刀、精铣腹板使用方肩铣刀、精铣外形使用整体硬质合金刀具、精铣内形使用整体硬质合金刀具、精铣转角使用整体硬质合金刀具、下断凸台使用硬质合金焊接刀具或整体硬质合金刀具。
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