一种泡沫芯材曲面加工方法技术

本发明专利技术涉及泡沫芯材加工技术领域，尤其是一种泡沫芯材曲面加工方法，包括以下步骤：1)建立毛胚模型和产品模型，导入编程软件；2)通过编程软件设计刀具加工路径，3)采用五轴加工中心根据设计的刀具加工路径，用平底立铣刀进行加工，得到最终产品。其中，刀具的长度需大于产品的最大高度，刀具的刃长需大于产品加工时的最大切削深度，刀具直径根据产品曲面形状确定。本发明专利技术的泡沫芯材曲面加工方法采用平刀，采用五轴加工接触材料为平刀底部，接触面较大，不仅加工效率高，而且加工精度更好。本发明专利技术方法省去了传统加工中开粗精加工清角的许多流程，避免的更换刀具，对刀等操作。对刀等操作。对刀等操作。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫芯材曲面加工方法


[0001]本专利技术涉及泡沫芯材加工
，具体领域为一种泡沫芯材曲面加工方法。

技术介绍

[0002]泡沫芯材具有容重轻、比强度及比刚度大、抗冲击、抗疲劳、耐腐蚀性能优良，耐高温等优点，已广泛应用于航空、航天和高铁等领域。随着应用的深入，泡沫芯的造型也愈发复杂。
[0003]目前，泡沫芯曲面加工基本上采用的是球刀或者是带R角的刀具进行加工，此种方法存在以下局限或不足：
[0004](1)采用球刀或者R角刀加工的方法，由于刀具与材料接触面为球刀或者R角刀顶点，加工效率低。
[0005](2)由于采用的R角刀精加工泡沫芯材曲面，泡沫曲面会存在很多残料，精度不高；如果精度要高，就会导致加工效率非常低。
[0006](3)由于R角刀不适合开粗，所以加工中还存在需要换刀的操作，这不仅需要多安装刀具，还需要额外定位刀具和数控编程。
[0007]因此，设计一种全新的加工效率及加工精度更高的泡沫芯材曲面加工方法成为了本领域亟需解决的难题之一。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种泡沫芯材曲面加工方法。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]一种泡沫芯材曲面加工方法，包括以下步骤：
[0011](1)建立毛胚模型和产品模型，导入编程软件；(2)通过编程软件设计刀具加工路径，3)采用五轴加工中心根据设计的刀具加工路径，用平底立铣刀进行加工，得到最终产品。
[0012]所述步骤(2)中，根据毛胚模型以及产品的形状，确定所需加工的余量，从而确定所用的刀具。其中，刀具的长度需大于产品的最大高度，刀具的刃长需大于产品加工时的最大切削深度，刀具直径根据产品曲面形状确定。产品曲面的UV曲率越简单，则刀具直径越大；产品曲面的UV曲率越复杂，则刀具直径越小。
[0013]其中，所述步骤(3)中，先加工产品顶部，始终让刀具的底面相切于产品顶部的曲面；当待加工的毛胚不大于刀刃长度时，可一刀切割完成，一步成型；加工时，机床转速为10000r/min，进给3000mm/min，刀具伸出长度需大于切削高度，刀具的步进距离不大于刀具直径的60％；若毛胚量过大，则需预先切割掉部分材料，防止碰撞刀具导致材料损坏。
[0014]产品顶部加工完成后再加工产品侧壁，采用刀具侧刃始终贴合侧壁，一刀加工完成复杂侧面；
[0015]若侧壁的曲率复杂，则可以让刀具的底面相切于产品侧壁的曲面，加工时，机床转
速为10000r/min，进给3000mm/min，刀具伸出长度需大于切削高度，刀具的步进距离不大于刀具直径的60％。
[0016]其中，所述步骤(3)中，毛胚加工时采取吸附式固定或者采用双面胶带以及限位块进行固定。
[0017]其中，若产品为双面曲面，则可以在加工侧壁时先加工50％或更少的深度，当反面曲面加工完成后，再加工侧壁的余量；最后需留出部分材料，手工去除毛边和去除预留固定材料。
[0018]其中，若产品的UV曲率为双曲结构，可先去除绝大多数毛胚，剩余余量可通过球刀或者更小的平刀进行清角操作。
[0019]其中，所述编程软件可采用UG、MASTERCAM、WORKNC、Powermill中的任一种。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术的泡沫芯材曲面加工方法采用平刀，采用五轴加工接触材料为平刀底部，接触面较大，不仅加工效率高，而且加工精度更好。
[0022](2)本专利技术方法省去了传统加工中开粗精加工清角的许多流程，避免的更换刀具，对刀等操作。
[0023](3)与传统的球刀或者R角刀加工方法相比，本专利技术方法大大提高了加工效率及加工精度。
附图说明
[0024]图1为平底立铣刀的示意图；
[0025]图2
‑
图4为采用本专利技术泡沫芯材曲面加工方法加工不同曲面的加工路径示意图；
[0026]图5为采用本专利技术泡沫芯材曲面加工方法加工侧壁的示意图；
[0027]图6为实施例中加工的产品示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例
[0030]一种泡沫芯材曲面加工方法，包括以下步骤：
[0031]1)采用UG软件建立毛胚模型和产品模型，然后导入UG软件。
[0032]2)通过UG编程软件设计刀具加工路径；根据毛胚模型以及产品的形状，确定所需加工的余量，从而确定所用的刀具。其中，如图1所示，刀具的长度L2需大于产品的最大高度，刀具的刃长L1需大于产品加工时的最大切削深度，刀具直径D1根据产品曲面形状确定。产品曲面的UV曲率越简单，则刀具直径越大；产品曲面的UV曲率越复杂，则刀具直径越小。
[0033]3)采用五轴加工中心根据设计的刀具加工路径，用平底立铣刀进行加工，得到最终产品。
[0034]其中，毛胚加工时，采取吸附式固定或者采用双面胶带以及限位块进行固定，如果
采用双面胶带则需要考虑胶带的厚度给产品带来的精度影响。
[0035]加工时，先加工产品顶部，始终让刀具的底面相切于产品顶部的曲面(图2
‑
4为常见的不同曲面的加工路径)；当待加工的毛胚不大于刀刃长度时，可一刀切割完成，一步成型；加工时，机床转速为10000r/min，进给3000mm/min，刀具伸出长度需大于切削高度，刀具的步进距离不大于刀具直径的60％；若毛胚量过大，则需预先切割掉部分材料，防止碰撞刀具导致材料损坏。
[0036]如图5所示，产品顶部加工完成后再加工产品侧壁，采用刀具侧刃始终贴合侧壁，一刀加工完成复杂侧面。
[0037]若侧壁的曲率复杂，则可以采用刀具的底刃加工侧壁，让刀具的底面相切于产品侧壁的曲面，加工时，机床转速为10000r/min，进给3000mm/min，刀具伸出长度需大于切削高度，刀具的步进距离不大于刀具直径的60％。采用刀具的底刃加工侧壁时，一般需要将材料进行架高，以方便五轴旋转加工有足够的空间。
[0038]若产品为双面曲面，则可以在加工侧壁时先加工50％或更少的深度，当反面曲面加工完成后，再加工侧壁的余量；最后需留出部分材料，手工去除毛边和去除预留固定材料。
[0039]若产品的UV曲率为双曲结构，可采用上述加工方法先去除绝大多数毛胚，剩余余量可通过球刀或者更小的平刀进行清角操作。
[0040]采用以上加工方法加工某一PMI泡沫产品，其形状如图6所示。
[0041]为突出本专利技术的有益效果，采用球刀加工上述产品(R角刀的加工方法与球刀加工方法类似，不再重复赘述)，加工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫芯材曲面加工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立毛胚模型和产品模型，导入编程软件；(2)通过编程软件设计刀具加工路径；(3)采用五轴加工中心根据设计的刀具加工路径，用平底立铣刀进行加工，得到最终产品。2.根据权利要求1所述的泡沫芯材曲面加工方法，其特征在于：所述步骤(2)中，根据毛胚模型以及产品的形状，确定所需加工的余量，从而确定所用的刀具。3.根据权利要求2所述的泡沫芯材曲面加工方法，其特征在于：刀具的长度需大于产品的最大高度，刀具的刃长需大于产品加工时的最大切削深度，刀具直径根据产品曲面形状确定。4.根据权利要求3所述的泡沫芯材曲面加工方法，其特征在于：产品曲面的UV曲率越简单，则刀具直径越大；产品曲面的UV曲率越复杂，则刀具直径越小。5.根据权利要求4所述的泡沫芯材曲面加工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，先加工产品顶部，始终让刀具的底面相切于产品顶部的曲面；当待加工的毛胚不大于刀刃长度时，可一刀切割完成，一步成型；加工时，机床转速为10000r/min，进给3000mm/min，刀具伸出长度需大于切削高度，刀具的步进距离不大于刀具直径的60％；若毛胚量过大，则需预先切割掉部分材料，防止碰...

【专利技术属性】
技术研发人员：房逸航，渠宁宁，孙瑞妮，谢昌江，李四杰，
申请(专利权)人：科泰思中国复合材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：