高速切削加工技术在航空薄壁结构中的应用(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:1

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工艺路线：采用高速切削加工技术，将粗加工、半粗加工和精加工合并为一道工序，以实现从毛坯到零件的一次性加工。

壁板类零件工艺方案

结构特点：零件为双面槽腔结构，无飞机外形，数控加工后还需喷丸成形。内形包括有槽、下陷、凸台等几何特征。零件厚度较薄，槽腔较浅，大部分槽深小于3mm，零件腹板厚度不均匀，一般为1.5～3mm左右。尺寸公差为±0.2mm。材料切除率约90%。

工艺方案：装夹，由于该类零件在立式机床上完成加工，因此零件都为卧式放置。由于零件薄，加工过程中极易因余量去除不均而产生加工变形；且总体结构上缺少定位夹紧部位，同时为了减少加工时的零件变形而引起的腹板厚度超小，采用真空吸附加工。

工艺路线：采用高速切削加工技术，将粗加工、精加工合并为一道工序，加工顺序的选择是先加工槽少的一面，加工完此面后在槽腔内填充石膏，作翻面加工的定位基准，均采用真空吸附加工。

高速切削薄壁结构的程编策略

高速切削对CAM的要求

高速加工的编程方式及方法必须与高速加工的工艺方法有机结合，这就对高速加工的CAM提出了更高的要求。高速加工的CAM必须满足以下条件：

◆ 恒定的切削条件；
◆ 保证最大和稳定的切削速度；
◆ 避免任何刀轴移动加速度的不连续和突变；
◆ 刀具运动时保持恒定的主轴进给，产生相同体积的切削；
◆ 刀具长度与直径比最好小于10；
◆ 减少无切削移动；
◆ 无垂直方向的跳动；
◆ 无切削方向的剧变；
◆ 在保证插值公差的前提下，尽可能减少段数；
◆ 提供高度连续的光顺刀位数据。
◆ 自动过切（残余）保护功能。
◆ 系统能提供仿真验证的功能。

高速切削对切削轨迹的要求

高速加工工艺的核心是尽可能保证加工过程的连续性，使刀具在一次铣削加工过程中时时处于进给运动状态，采用光滑的进、退刀方式、采用光滑的移刀方式与采用光滑的转弯走刀。CAM通过特殊的编程方式和方法来满足高速切削的要求，具体通过切削轨迹来实现。以下分别阐述针对不同的高速加工要求的切削刀轨和驱动方法。

采用螺旋线驱动方法编程，刀具进入材料尽可能采用连续的螺旋和圆弧轨迹进行铣削，以保证恒定的切削条件；爬坡采用单向加工，而不采用“之”字加工，避免逆铣，防止径向跳动；减少刀具退出和重新进入材料的次数，维持刀具稳定的切削状态，保持切削厚度均匀；精加工时拐角等曲率变化和切深变化较大的部分要预先处理，使之留下与其他部分相同的余量；切削轨迹无突变，在刀轨转折处采用无尖角刀具轨迹；粗加工要重视形状的准确性，而不是简单的去除材料，保证后续工序加工余量均匀。余量和切削用量要与切削参数相结合，选用合理的切削参数；避免切削余量突变，余量增加时，应降低进给速度，因为负荷的变化，会引起刀具的偏斜，从而降低加工精度、表面质量和缩短刀具寿命；采用分层切削；有凸台的部位先清根，避免刀具频繁碰撞凸台；通过NURBS曲线编程，既保证了插值公差，又可减少程序段数（前提是机床控制系统支持NURBS曲线的插值计算）。 (

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