一种弱刚性薄壁中空结构零件的加工方法技术

一种弱刚性薄壁中空结构零件的加工方法，包含以下步骤：粗切削加工弱刚性薄壁中空结构零件的正反两面，在激光舱室处保留余量，保留的余量作为工艺块；通过振动去应力装置对弱刚性薄壁中空结构零件进行振动时效处理，消除结构件残余应力；精切削加工弱刚性薄壁中空结构零件的外侧结构或内侧结构；将飞壁工艺块固定安装在弱刚性薄壁中空结构零件的内侧表面或外侧表面，精切削加工弱刚性薄壁中空结构零件的内侧结构或外侧结构。本发明专利技术有效控制和减少弱刚性薄壁结构件的加工变形，保证加工质量。保证加工质量。保证加工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种弱刚性薄壁中空结构零件的加工方法


[0001]本专利技术涉及航空航天零件机械加工
，尤其涉及一种弱刚性薄壁中空结构零件的加工方法。

技术介绍

[0002]弱刚性结构件加工易变性问题广泛存在于航天、航空、汽车、船舶等机械制造工业及化学工业领域。弱刚性薄壁零件的生产加工存在着诸多加工难点，例如，材料去除率大、零件结构复杂、曲面结构多、尺寸位置配合精度要求高等。在加工过后，零件通常会出现弯曲、扭曲、弯扭组合等加工变形，使零件难以达到设计要求，严重时甚至成为废品。所以加工时除了零件尺寸的精度要求，加工变形的控制也是不可避免的关注焦点。如何设计合理的工艺方案、工装以及加工参数来控制零件的加工变形和装夹变形，一直是生产者所面临的现实难题。对于弱刚性薄壁零件加工变形控制方法的研究，具有重要的理论意义和应用价值。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种弱刚性薄壁中空结构零件的加工方法，有效控制和减少弱刚性薄壁结构件的加工变形，保证加工质量。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供一种弱刚性薄壁中空结构零件的加工方法，包含以下步骤：
[0005]粗切削加工弱刚性薄壁中空结构零件的正反两面，在激光舱室处保留余量，保留的余量作为工艺块；
[0006]通过振动去应力装置对弱刚性薄壁中空结构零件进行振动时效处理，消除结构件残余应力；
[0007]精切削加工弱刚性薄壁中空结构零件的外侧结构或内侧结构；
[0008]将飞壁工艺块固定安装在弱刚性薄壁中空结构零件的内侧表面或外侧表面，精切削加工弱刚性薄壁中空结构零件的内侧结构或外侧结构。
[0009]所述进行振动时效处理的方法包含：
[0010]在工艺块底部加工多个螺纹孔；
[0011]准备一具有多个通孔的工装板；
[0012]采用反吊螺钉穿过工装板上的通孔，反吊螺钉旋入工艺块上的螺纹孔，将工装板紧固在工艺块上；
[0013]通过工装板将整个弱刚性薄壁中空结构零件装夹到振动去应力装置上进行振动时效处理。
[0014]工装板上的通孔的位置和尺寸都与工艺块上的螺纹孔的位置和尺寸相匹配。
[0015]制作与弱刚性薄壁中空结构零件的结构和尺寸相匹配的飞壁工艺块，保证在对弱刚性薄壁中空结构零件进行切削加工时，飞壁工艺块不会干涉到加工工艺。
[0016]将飞壁工艺块利用强力胶水粘结在弱刚性薄壁中空结构零件表面。
[0017]按照预先选择的刀具、预先设计的路径和预先设定的切削参数进行精切削加工。
[0018]精切削加工结束后，取下飞壁工艺块，利用线切割方法去除预留的工艺块，获得最终产品。
[0019]采用本专利技术提供的加工方法可以有效地防止零件的加工变形，防止由于薄壁处的加工抖动而影响表面质量，采用飞壁工艺块保证薄壁处的加工刚性的装夹方式有效地避免了铣刀的折断事故，也充分说明本专利技术的有效性和可靠性，以及可持续生产性。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例中弱刚性薄壁中空结构零件毛坯的示意图。
[0021]图2是装夹工艺块的示意图。
[0022]图3是安装工装板的示意图。
[0023]图4是安装飞壁工艺块的示意图。
[0024]图5是刀具切削示意图。
具体实施方式
[0025]以下根据图1～图5，具体说明本专利技术的较佳实施例。
[0026]弱刚性薄壁结构件的刚度差，在加工过程中由于残余应力、装夹力、切削力、切削热等因素作用，薄壁结构零件极易发生加工变形和切削振动，导致加工误差，从而难以保证零件的加工精度和表面质量，严重情况下造成零件报废，因而无法采用常规的机械加工方式加工成型。如何采用有效措施控制或减少薄壁零件的加工变形，保证加工质量是一个亟待解决的问题。
[0027]本专利技术提供一种弱刚性薄壁中空结构零件的加工方法，包含以下步骤：
[0028]步骤S1、粗加工正反两面，在结构相对简单的激光舱室处保留余量，保留的余量作为工艺块，用于装夹后续加工工艺中的其他零件；
[0029]步骤S2、通过振动去应力装置，对零件进行振动时效处理消除结构件残余应力；
[0030]步骤S3、采用粗精分离、高速切削的方案，根据实际切削量进行刀具选择、路径设计和切削参数设定；
[0031]步骤S4、根据零件结构，制作飞壁工艺块，其作用是可提高待加工零件薄壁处的加工刚性；飞壁工艺块的结构和尺寸与所述弱刚性薄壁中空结构零件的薄壁处的结构和尺寸相匹配，需要保证在对所述弱刚性薄壁中空结构零件进行切削加工时，飞壁工艺块不会干涉到加工工艺；步骤S5、根据步骤S3进行加工方案实施，根据所提供的加工工艺流程和加工参数，对零件进行精切削加工外侧结构；
[0032]步骤S6、将步骤S4所制成的飞壁工艺块安装在外侧表面，根据步骤S3所提供的加工参数，对零件进行切削加工内侧镂空型腔结构；
[0033]步骤S7、利用线切割加工方法，去除步骤S1中预留的工艺块，获得最终产品。
[0034]在本专利技术的一个实施例中，
[0035]步骤1：如图1所示，利用虎钳装夹弱刚性薄壁中空结构零件毛坯，粗加工零件的正反两面，在结构相对简单的激光舱室处保留余量，作为工艺块1；
[0036]步骤2：如图2所示，在所述工艺块1底部加工多个螺纹孔2，为后续的加工工艺做准备；
[0037]步骤3：如图3所示，准备一工装板3，该工装板3上具有多个通孔，工装板3上的通孔的位置和尺寸都与所述工艺块1上的螺纹孔2的位置和尺寸相匹配；采用反吊螺钉穿过工装板3上的通孔，反吊螺钉旋入工艺块1上的螺纹孔2，将所述工装板3紧固在所述工艺块1上；后续再通过所述工装板3将整个弱刚性薄壁中空结构零件装夹到振动去应力装置上进行振动时效处理消除结构件残余应力；
[0038]步骤4：利用虎钳夹紧工装板3，根据预先设定的加工参数，对零件进行精切削加工外侧结构；
[0039]步骤5：如图4所示，利用虎钳夹紧工装板3，将飞壁工艺块4利用502胶水粘结在外侧表面，保证加工时的刚性；在不破坏零件的前提下还可以采取其他装夹方式来安装飞壁工艺块4，比如螺纹固定等，通常粘接方式比较方便装拆；
[0040]根据提供的加工参数，对弱刚性薄壁中空结构零件进行切削加工内侧镂空型腔结构，在加工腔体和切削细筋周围余量时，采用“先外后内，先两边后中间”的加工刀路；腔体侧壁加工时，采用倾斜控制、切削过程采用分层等体积加工方法，尽可能减少因切削加工引起的变形。如图5所示，深色部分表示刀具5，保持“浅薄深厚”的形状特征，充分利用零件未加工部位的刚性，减小了加工变形；
[0041]在本实施例中，由于弱刚性薄壁中空结构零件的外侧已经加工完成，因此将飞壁工艺块4安装在弱刚性薄壁中空结构零件的外侧，然后加工内侧；反之，如果弱刚性薄壁中空结构零件的内侧先加工完成，则可以把飞壁工艺块4安装在弱刚性薄壁中空结构零件的内侧，再继续加工外侧；
[0042本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弱刚性薄壁中空结构零件的加工方法，其特征在于，包含以下步骤：粗切削加工弱刚性薄壁中空结构零件的正反两面，在激光舱室处保留余量，保留的余量作为工艺块；通过振动去应力装置对弱刚性薄壁中空结构零件进行振动时效处理，消除结构件残余应力；精切削加工弱刚性薄壁中空结构零件的外侧结构或内侧结构；将飞壁工艺块固定安装在弱刚性薄壁中空结构零件的内侧表面或外侧表面，精切削加工弱刚性薄壁中空结构零件的内侧结构或外侧结构。2.如权利要求1所述的弱刚性薄壁中空结构零件的加工方法，其特征在于，所述进行振动时效处理的方法包含：在工艺块底部加工多个螺纹孔；准备一具有多个通孔的工装板；采用反吊螺钉穿过工装板上的通孔，反吊螺钉旋入工艺块上的螺纹孔，将工装板紧固在工艺块上；通过工装板将整个弱刚性薄壁中空结构零件装夹到振动去应力装置上进行振动时效处理。3.如权利要求2所述的弱刚性薄壁中空结...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁石，陈路，肖菊，吴杰，徐洁芳，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：