蜂窝芯排水槽铣切刀具以及铣切方法技术

本发明专利技术属于蜂窝芯加工技术领域，具体涉及一种蜂窝芯排水槽铣切刀具以及铣切方法，包括匕首式刀件和锯齿式刀件，具体铣切方法包括依次进行前期准备、严格找正、真空吸附、精确找原点，然后将匕首式刀件安装于机床上，启动机床的超声切割功能，切割出蜂窝芯排水槽的侧壁，待侧壁切割完毕，拆下匕首式刀件，将锯齿式刀件安装于机床上，启动机床的高速气动切削功能，使锯齿式刀件对蜂窝芯排水槽的槽底进行切割，对蜂窝芯排水槽切割成型。本发明专利技术能实现蜂窝芯排水槽的精确成型，保证槽壁断屑干净、整齐，槽底平整，蜂窝结构完好，实现小尺寸蜂窝芯蜂窝芯排水槽的高效高质加工，对保证蜂窝芯排水槽精确成型的加工质量和加工效率具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
蜂窝芯排水槽铣切刀具以及铣切方法
本专利技术属于蜂窝芯加工
，具体涉及一种蜂窝芯排水槽铣切刀具以及铣切方法。
技术介绍
蜂窝芯材料是一种新型多功能特种工程材料，因其轻量化、小密度、高比强的优越特性被广泛应用于航空航天领域。蜂窝芯材料应用于航空发动机时常见大尺寸圆筒薄壁构件，为满足降噪、排水要求常需在这种大曲率蜂窝芯构件上制出小尺寸直方排水槽（宽2.5mm,高8mm），这种直方排水槽的特殊结构对传统的刀具和铣切方法提出了新的挑战。首先，因零件为大曲率蜂窝芯构件，而排水槽特征过小，目前现有刀具线速度过低，不具备在蜂窝芯零件上加工出小尺寸直方排水槽的能力。其次，为实现进气道内壁板蜂窝芯排水槽的精确成型，铣切时要保证蜂窝芯结构节点的完整性，不能铣伤，必须严格控制铣削位置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，根据目前对蜂窝芯材料的加工需要，提出一种蜂窝芯排水槽铣切刀具以及铣切方法，能够实现进气道内壁板蜂窝芯排水槽的精确成型，保证槽壁断屑干净、整齐，槽底平整，蜂窝结构完好，实现小尺寸蜂窝芯蜂窝芯排水槽的高效高质加工，对保证蜂窝芯排水槽精确成型的加工质量和加工效率具有重要意义。本专利技术具体通过通过以下技术方案实现：因蜂窝芯材料的特殊性，为保证断屑，本专利技术涉及两种铣切刀具，分别是用于切割蜂窝芯蜂窝芯排水槽两侧的匕首式刀件和用于加工蜂窝芯蜂窝芯排水槽槽底的锯齿式刀件。所述匕首式刀件包括刀座Ⅰ和刀片；刀片呈等腰三角形，刀片的底部与刀座固定连接，刀片的两腰上分别整体设置刀刃Ⅰ。由于排水槽尺寸小，槽底加工时余料刚性弱，易倒伏，成型困难，因此专门设置了锯齿式刀件对其进行加工，所述锯齿式刀件包括刀座Ⅱ、刀杆和刀盘，且刀座Ⅱ、刀杆和刀盘同轴设置，刀杆两端分别与刀座Ⅱ和刀盘固定连接；刀盘的边缘，沿周向均匀分布有若干片状切割刀齿。进一步的，片状切割刀齿顶部到刀盘中心的距离为刀杆直径的1.2倍至1.5倍，片状切割刀齿根部到刀盘中心的距离为为刀杆直径1.0倍至1.2倍。具体的，所述匕首式刀件的刀片厚度为1.5mm，刀片的刀刃Ⅰ角度为10°~20°。具体的，所述片状切割刀齿的刀刃角度为10°。具体的，所述刀盘上等距设置有八个片状切割刀齿。具体的，所述片状切割刀齿包括两侧圆弧腰线部和设置了刀刃的顶端线形切割部，且相邻两个片状切割刀齿之间，配合构成边缘呈圆弧形的排屑结构，该排屑结构用于排出切割时产生的废屑。蜂窝芯排水槽的铣切方法，其特征在于，包括零件装夹、侧壁切割和水槽加工；所述零件装夹包括以下步骤：S11、前期准备，基于由于零件毛坯上的蜂窝芯是通的，没有密封条件，不便于后期真空吸附固持，因此，使用单面胶带密封工件装夹的支撑面，使胶带粘住蜂窝芯的一端，便于创造密封空间；随后将密封后的零件毛坯置于机床的真空平台上；S12、严格找正，利用蜂窝类零件精确加工的快速找正辅助装置，校验零件芯格的变形程度，将蜂窝零件沿芯带方向找正；S13、真空吸附，启动机床的真空吸附机构，使零件毛坯固持在真空平台上，即完成零件装夹；具体的，真空吸附机构吸住的是单面胶带，单面胶带粘住零件毛坯；所述侧壁切割包括以下步骤：S21、精确找原点，利用蜂窝类零件精确加工的快速找正辅助装置，精确控制原点与芯格节点的相对位置关系；S32、将匕首式刀件安装于机床上，启动机床的超声切割功能，切割出蜂窝芯排水槽的侧壁；进一步的，在此过程中，匕首式刀件沿着蜂窝芯排水槽侧壁轨迹超声切削时，单侧留0.05mm余量，以确保槽口距离T=t-0.1，其中，t为排水槽的宽度，从而增加根部强度，避免锯齿式刀刀剑高速气动切削时倒伏；所述水槽加工，拆下匕首式刀件，将锯齿式刀件安装于机床上，启动机床的高速气动切削功能，使锯齿式刀件对蜂窝芯排水槽的槽底进行切割，对蜂窝芯排水槽切割成型。在上述蜂窝芯排水槽铣切的过程中，涉及到一种用于蜂窝类零件精确加工的快速找正辅助装置，包括底座和若干定位销子。其中，底板是快速找正辅助装置的主体部分，由低弹性橡胶制成，呈透明或半透明状，便于实际操作，并保护蜂窝零件。底板具有精确的外形尺寸，至少具有一对互相垂直的基准边，其作用是作为蜂窝零件靠边的依据，优选的，底板呈矩形结构。透明底板设置有若干沿基准边方向分布的穿销孔，且穿销孔与定位销子一一对应，定位销子可拆卸的设置于穿销孔中，其作用是固定蜂窝零件与底板的相对位置，使芯带方向与基准边相互平行，进而实现沿芯带方向找正蜂窝零件。蜂窝芯芯格变形过大会影响材料力学性能，产品的质量要求需要控制芯格变形量，超出变形允许范围的蜂蜜芯不允许使用，因此，基于上述快速找正辅助装置的结构，所述严格找正包括以下步骤：S121、确保零件毛坯处于自然状态的条件下，将透明底板放置于毛坯上，并确保透明底板的基准边完全超出毛坯边缘；S122、在不破坏芯格的前提下，将所有的定位销子通过对应的插销孔，沿对应芯格的芯带方向完全插入蜂窝芯芯格；S123、判断所有定位销子是否能全部插入；若不能，则判断该零件毛坯变形超过了允许范围，即放弃使用该零件毛坯，换上新的零件毛坯；若能，则判断该零件毛坯没有变形或变形没有超过允许范围，即进行下一步操作。本技术方案带来的有益效果：1）可采用匕首式刀件和锯齿式刀件配合，进行蜂窝芯排水槽的加工。其中，刀座Ⅰ是固定刀片以及连接机床的基础，基于上述匕首式刀件的刀片结构，可配合机床的超声切割功能，实现蜂窝芯排水槽侧壁的完美切割；刀座Ⅱ是固定刀杆以及连接机床的基础，基于上述锯齿式刀件的刀盘结构，可配合机床的高速气动切削功能，实现对蜂窝芯排水槽的精确加工，匕首式刀件和锯齿式刀件的配合使用，确保了蜂窝芯排水槽高级精度成型；2）本技术方案的铣切刀具具有严格的尺寸结构，为确保蜂窝芯排水槽的加工精度打下了良好的基础；3）本技术方案公开的蜂窝芯排水槽的铣切方法，采用超声振动和气动主轴相结合的工艺方案，在大曲率蜂窝芯结构上实现芯格级直方排水槽的精确成型，避免了普通铣削方式下槽壁断屑困难、材料断屑残留严重、部分区域蜂窝芯严重挤伤、排水槽难以成型的问题，即保证槽壁断屑干净、整齐，槽底平整，且能确保完成蜂窝芯排水槽加工后的蜂窝结构完好，实现小尺寸蜂窝芯的蜂窝芯排水槽高效高质加工，对保证蜂窝芯排水槽精确成型的加工质量和加工效率具有重要意义。附图说明图1为切割侧壁时的状态结构示意图；图2为切割槽底时的状态结构示意图；图3为完成排水槽加工的蜂窝零件示意图图4为匕首式刀件结构示意图；图5为锯齿式刀件结构示意图；图6为图5的A处剖视放大示意图；图7为刀盘结构示意图；图8为快速找正辅助装置使用状态示意图；图中：1、匕首式刀件；1.1、刀座Ⅰ；1.2、刀片；1.2.1、刀刃Ⅰ；2、锯齿式刀件；2.1、刀座Ⅱ；2.2、刀杆；2.3、刀盘；2.4、片状切割刀齿；2.4.1、圆弧腰线部；2.4.2、线形切割部；2.4.3、排屑结构；3、排本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蜂窝芯排水槽铣切刀具，其特征在于：包括匕首式刀件（1）和锯齿式刀件（2）；/n所述匕首式刀件（1）包括刀座Ⅰ（1.1）和刀片（1.2）；刀片（1.2）呈等腰三角形，刀片（1.2）的底部与刀座固定连接，刀片（1.2）的两腰上分别整体设置刀刃Ⅰ（1.2.1）；/n所述锯齿式刀件（2）包括刀座Ⅱ（2.1）、刀杆（2.2）和刀盘（2.3），且刀座Ⅱ（2.1）、刀杆（2.2）和刀盘（2.3）同轴设置，刀杆（2.2）两端分别与刀座Ⅱ（2.1）和刀盘（2.3）固定连接；刀盘（2.3）的边缘，沿周向均匀分布有若干片状切割刀齿（2.4）。/n

【技术特征摘要】
1.蜂窝芯排水槽铣切刀具，其特征在于：包括匕首式刀件（1）和锯齿式刀件（2）；
所述匕首式刀件（1）包括刀座Ⅰ（1.1）和刀片（1.2）；刀片（1.2）呈等腰三角形，刀片（1.2）的底部与刀座固定连接，刀片（1.2）的两腰上分别整体设置刀刃Ⅰ（1.2.1）；
所述锯齿式刀件（2）包括刀座Ⅱ（2.1）、刀杆（2.2）和刀盘（2.3），且刀座Ⅱ（2.1）、刀杆（2.2）和刀盘（2.3）同轴设置，刀杆（2.2）两端分别与刀座Ⅱ（2.1）和刀盘（2.3）固定连接；刀盘（2.3）的边缘，沿周向均匀分布有若干片状切割刀齿（2.4）。


2.如权利要求1所述蜂窝芯排水槽铣切刀具，其特征在于：所述匕首式刀件（1）的刀片（1.2）厚度为1.5mm，刀片（1.2）的刀刃Ⅰ（1.2.1）角度为10°~20°。


3.如权利要求1所述蜂窝芯排水槽铣切刀具，其特征在于：所述片状切割刀齿（2.4）的刀刃角度为10°。


4.如权利要求1所述蜂窝芯排水槽铣切刀具，其特征在于：所述刀盘（2.3）上等距设置有八个片状切割刀齿（2.4）。


5.如权利要求1所述蜂窝芯排水槽铣切刀具，其特征在于：所述片状切割刀齿（2.4）包括两侧圆弧腰线部（2.4.1）和设置了刀刃的顶端线形切割部（2.4.2），且相邻两个片状切割刀齿（2.4）之间，配合构成边缘呈圆弧形的排屑结构（2.4.3）。


6.蜂窝芯排水槽的铣切方法，其特征在于，包括零件装夹、侧壁（3.1）切割和水槽加工；
所述零件装夹包括以下步骤：
S11、前期准备，使用单面胶带密封工件装夹的支撑面，将密封后的零件毛坯（4）置于机床的真空平台上；
S12、严格找正，利用蜂窝类零件精确加工的快速找正辅助装置，校验零件芯格的变形程度，将蜂窝零件沿芯带方向找正；
S13、真空吸附，启动机床...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚清洪，张桂，袁信满，杨希，李质彬，王嘉颖，王志超，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51