薄璧件的加工變形技術(shù)研究和解決措施

　　這篇數(shù)控工程師論文發(fā)表了薄璧件的加工變形技術(shù)研究和解決措施，對(duì)于數(shù)控技術(shù), 經(jīng)過多年的發(fā)展, 已經(jīng)從以往的封閉式發(fā)展走向了網(wǎng)絡(luò)化、柔性化發(fā)展方向, 計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)可以使得其在各種平臺(tái)中得到良好應(yīng)用, 并且能使得操作、管理更加簡(jiǎn)便, 其性價(jià)比也得到了極大提升。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控工程師論文,薄壁件,負(fù)角度型面,復(fù)雜曲面

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械加工工藝正朝高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝已突破傳統(tǒng)的加工范疇，可以加工各種復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度[1]。計(jì)算機(jī)數(shù)控編程使得數(shù)控機(jī)床與實(shí)際生產(chǎn)緊密相連，可以通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行校驗(yàn)，檢查刀具運(yùn)動(dòng)軌跡正確與否，判斷加工參數(shù)選擇是否合適等。通過在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真加工，檢驗(yàn)數(shù)控加工程序代碼，具有直觀、快速且不需要額外費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)縮短產(chǎn)品的試制周期、提高數(shù)控加工效率具有十分重要的意義。

　　1薄壁件加工變形概述

　　隨著航空工業(yè)的發(fā)展，航空薄壁件越來(lái)越多地在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但是，薄壁零件強(qiáng)度低、剛性差、在銑削中易變形，不易保證零件的表面質(zhì)量[2-3]。而在加工過程中，薄壁零件的變形問題尤為突出。引起加工變形的原因很多，不僅與材料的特性有關(guān)，還與零件的結(jié)構(gòu)特性以及加工過程中的裝夾、加工參數(shù)及切削路徑有關(guān)[4-6]。因此，選擇合理的裝夾方案和加工參數(shù)，采用合適的工藝方法是克服薄壁件加工變形的重要手段，特別是面對(duì)含有負(fù)角度型面的薄壁件加工時(shí)，合理的工藝方法顯得尤為重要。本文以某型機(jī)靜氣動(dòng)彈性試驗(yàn)剛性模型中導(dǎo)流片為例(見圖1)，對(duì)某些含有負(fù)角度型面薄壁零件數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行研究和探索。

　　2導(dǎo)流片數(shù)控加工技術(shù)研究

　　導(dǎo)流片材料為30CrMnSiA，經(jīng)熱處理后，強(qiáng)度σb≥1080MPa，由圖2可知，導(dǎo)流片薄壁處型面與底面在XY、XZ方向上均存在夾角，在XZ方向上，薄壁與底面成85.25°銳角，而且薄壁厚度處僅有1.49mm。該零件精度要求為±0.1mm。

　　2.1加工難點(diǎn)分析

　　型面存在負(fù)角度且為薄壁，易單向受力產(chǎn)生變形，加工時(shí)存在以下難點(diǎn)。2.1.1零件加工需經(jīng)多次裝夾在一次裝夾下，普通立銑刀無(wú)法加工負(fù)角度型面，需經(jīng)過多次裝夾才能達(dá)到加工目的，增加了裝夾次數(shù)，使裝夾累積誤差增大。2.1.2薄壁加工易單向受力產(chǎn)生變形加工薄壁時(shí)，刀具單方向?qū)π兔媸┘忧邢髁?見圖3)，使零件易產(chǎn)生單方向變形，而且加工薄壁零件時(shí)產(chǎn)生的振刀、卷邊等難題也將凸顯，使零件精度難以保證。2.1.3根部為直角，清根困難由于薄壁型面根部為直角，人們無(wú)法通過銑削清根，需要依靠鉗工手工修銼，增大了工作量，延長(zhǎng)了加工時(shí)間，降低了零件精度。

　　2.2工藝解決措施

　　2.2.1使用等高線切削方式避免薄壁單向受力采用等高線分層切削方法(見圖4)，使切削力同時(shí)分布在型面兩側(cè)，避免了零件單向受力，減少了零件的單向變形，提高型面加工精度，使得最終尺寸能夠滿足零件需求。2.2.2使用五坐標(biāo)加工中心對(duì)零件清根采用T型銑刀雖然可以在一次裝夾下完成零件的銑削工作，但是由于圓形刀片根部為圓角，而零件根部為直角，圓形刀片無(wú)法完成清根操作。為清除零件根部余量，達(dá)到零件最終尺寸要求，采用五坐標(biāo)加工中心對(duì)零件進(jìn)行清根。通過機(jī)床主軸的擺角，五坐標(biāo)加工中心可完成斜面清根。對(duì)該零件進(jìn)行清根時(shí)將機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)4.75°，采用平底立銑刀即可完成清根，如圖5所示。

　　3結(jié)論

　　針對(duì)導(dǎo)流片的數(shù)控加工探索和研究，本文得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：選取T型銑刀，采用等高線分層銑削，克服了銳角面干涉問題，使零件能夠在一次裝夾下完成銑削，減少了裝夾次數(shù)，降低了因裝夾引起的累積誤差;切削時(shí)避免了薄壁單向受力，使加工時(shí)的切削力分布更為均勻，減少了因切削引起的變形，能更好地滿足零件型面要求;采用五坐標(biāo)清根，使零件根部能夠在數(shù)控機(jī)床上得以加工完成，避免了鉗工手工修銼，大大提高了零件加工效率，更好地保證了零件精度;經(jīng)三坐標(biāo)檢測(cè)，采用上述加工方法，使零件型面精度保證在±0.1mm以內(nèi)。

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　　作者：張俊哲 單位：中航工業(yè)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所

　　推薦閱讀：《數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)》創(chuàng)刊于1982年，原刊名《機(jī)電新產(chǎn)品導(dǎo)報(bào)》，是經(jīng)新聞出版署批準(zhǔn)的國(guó)家一級(jí)刊物。由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主管、中國(guó)工業(yè)報(bào)機(jī)電產(chǎn)品導(dǎo)報(bào)編輯部編輯出版的一份大型月刊。

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