一种单层塑性薄片类零件的刻铣加工方法与流程

本发明属于机械加工领域，涉及一种单层塑性薄片类零件的刻铣加工方法。

背景技术：

塑性薄片类零件是航空领域中常见的一种零件，该类零件品种繁多，料薄筋细，结构尺寸差异性大，并且不易装夹定位，一般厚度在0.1mm-3mm之间。目前，传统加工方式是制作冲模，采用冲切成型，但冲模制作周期长、费用高，加工柔性差，并且对于加工设备，主要在加工软件和刀具方面存在功能不足的问题。由于零件较薄易脆，采用传统的装夹方式，一方面这种装夹方式会使毛坯件产生变形甚至裂纹现象，另一方面由于虎钳及压板的装夹并不能保证零件的加工过程中，对已加工的区域起到有效的定位作用，因此该类装夹方式并不适用于该类零件，且零件在加工后的清洗目前尚未有一种较合理的方法。

技术实现要素：

解决的技术问题：

为了满足航空单层塑性薄片类零件的加工需求，降低传统加工方式的生产成本，缩短加工周期，减少专用模具的制作量，解决目前设备功能不足及零件装夹、后置处理的问题，本发明提出一种适用于单层塑性薄片类零件的刻铣加工方法，实现绝缘片等零件的数铣加工。技术方案：

一种单层塑性薄片类零件的刻铣加工方法，其特征在于加工无需模具，使用普通双面胶装夹零件，零件易拆卸，余胶易清除，具体步骤如下：

1)机床设备改造

传统的刻字机主要实现零件的刻字功能，刻字使用的刀具是斜三角刻字刀，该种刀具不能进行薄片类零件的铣削加工，本方法采用刀头直径在Φ0.6-Φ1.2mm的铣刀，刻字机机床不能直接读取设计后的图纸文件，需要进行数据转换，利用AutoCAD软件，将设计图样转化为DXF数据存储格式，最终生成数控加工程序，重新绘制零件的设计图样，最终导入机床的加工软件；

2)毛坯件的装夹与定位

零件装夹时，采用普通双面胶平整粘接在零件的一面，然后将双面胶的另一面粘接在工作台上，对于一次加工多个零件时，零件之间的间距保持在1mm以上；

3)设置刻铣加工参数

a)主轴转速宜选择在每分钟4500-8000转，确保机床主轴旋转时稳定；

b)经具体试验得出进给速度选在每分钟100mm-1000mm之间；

c)每次吃刀量宜选在0.05mm-0.3mm之间；

4)零件加工后置处理

a)零件完成加工后，从工作台剥离时注意防止损伤零件的齿口、细径等，采用工具刷沾上汽油后，反复刷至零件表面，直到汽油侵入零件下表面，然后用较长的薄片刀从工作台剥离零件；

b)零件去胶处理，采用汽油浸泡，浸泡时间宜选择在3min-5min之间，并且浸泡时汽油应漫过零件，浸泡完成后把零件取出即可；

本发明的有益效果：

本发明主要针对单层塑性薄片类材料，通过改造传统刻字机床、粘接定位及后置处理等步骤，在改造后的加工后，主要取得以下有益效果：

1).能够实现该类零件在传统的刻字机上的刻铣加工，节省传统模具制造，缩短生产周期，降低生产成本；

2).使用粘接定位方式，定位简单，且能保证加工过程中零件定位稳定；

3).使用汽油去除余胶，保证零件能够较容易的从工作台剥离，并且通过在汽油中浸泡，彻底去除了余胶。

对于一次性加工多个零件，应保证零件之间的间距大于1mm。

附图说明

图1：某绝缘片薄壁零件示意图

图2：某端片薄壁零件示意图

图3：本发明操作步骤流程图

具体实施方式

本发明针对单层塑性薄片类零件的刻铣加工方法，主要通过机床改造、零件定位、数控加工参数设置及后置处理，实现了该类零件的刻铣加工，并取得了较好的效果，其具体实施步骤如下：

1.机床设备改造

传统的刻字机床不具备该类零件的铣削加工，该类机床采用的是一种斜三角的刻字刀，该刀具不能进行铣削加工，因此本方法根据材料的特性及尺寸，选取刀具直径在Φ0.6-Φ1.2mm之间。零件的设计图样的数据存数格式与该类机床的数控加工软件不相符合，本方法利用AutoCAD软件进行数据转化，将设计图样转化为DXF数据存储格式，最终生成数控加工程序。

2.毛坯件的装夹与定位

a)本方法提出采用粘接的方式进行装夹与定位，目前市场上常见的粘接剂包括环氧树脂、502、3m以及普通双面胶，针对以上多种粘接剂，本方法从粘接剂的粘接性能、装卸方便性、余胶清洗及成本方面考虑，最终确定使用普通双面胶。

b)零件在装夹时，首先应将普通双面胶平整粘接在零件的一面，防止出现褶皱现象；然后将双面胶的另一面粘接在工作台上，同样要保证零件平整的固定在工作台上，对于一次加工多个零件时，零件之间的间距最小应保持在1mm以上。

3.设置刻铣加工参数

本方法的加工参数主要体现在主轴转速、进给速度及吃刀量，具体如下：

a)由于刀具的刀头直径较小，为了提高切削线速度，应尽量提高转速，主轴转速宜选择在每分钟4500-8000转，具体情况应根据具体机床和刀具而定，确保机床主轴旋转时稳定。

b)由于材料厚度较薄易脆，进给速度不能过大，以减少切削力，经具体试验得出进给速度选在每分钟100mm-1000mm之间比较合适。选择时要根据零件尺寸及材料特性而定。在刀具最初接触毛坯时，应适当降低进给速度，防止刀具接触零件时冲击力过大，使零件产生断裂。

c)考虑零件加工过程中产生毛刺，每次吃刀量也不能太大，宜选在0.05-0.3mm之间。

4.零件加工后置处理

由于该类零件是厚度较薄，结构易脆，因此零件加工完成后的拆卸及去胶非常重要。

a)零件完成加工后，从工作台剥离时注意防止损伤零件的齿口、细径等，采用工具刷沾上汽油后，反复刷至零件表面，直到汽油侵入零件下表面，然后用较长的薄片刀从工作台剥离零件。

b)零件去胶处理，采用汽油浸泡，浸泡时间宜选择在3min-5min之间，具体情况根据零件大小和数量而定，并且浸泡时汽油应漫过零件，浸泡完成后把零件取出即可。

具体实施例

以航空电机上的某绝缘片和某端片为例，结合附图，详细描述其加工过程：

实施例1

某绝缘片零件材料为环氧玻璃布板，厚度为0.2mm，直径为外圆齿宽0.3mm，齿间距为0.6±0.04mm，在JX-6060金属雕刻机上进行加工，结合附图1所示，其具体加工过程如下：

1)增加JX-6060金属雕刻机刻铣功能，根据零件齿口之间的间距在0.6mm之间，所以本次选用Φ0.6的平底铣刀。采用AutoCAD软件进行重新绘制零件图样，将图样存储格式转为DXF格式，最终导入到JD Paint 5.21刻铣软件中，进行数据采集，生成数控加工程序；

2)毛坯件的装夹与定位。该零件材料厚度为0.3mm，粘接时应注意防止零件产生弯曲变形。首先将普通双面胶平整粘接在毛坯件的表面，防止产生双面胶出现褶皱的现象，随后将双面胶的另一面粘接在工作台上，采用工具刷或者长刀片轻刮毛坯件，使毛坯件完整贴合在工作台上。对于一次性加工多个零件，应保证零件之间的间距大于1mm；

3)数控加工参数的设置。所采用的设备为JX-6060金属雕刻机，主轴转速一般在每分钟4500-8000转之间，本次加工选择主轴转速为每分钟6000转，进给速度为每分钟100mm，吃刀量为0.3mm，所有加工参数在编制数控程序时用循环指令参数中体现；

4)加工后置处理。用工具刷沾取少量汽油，反复涂刷零件表面，直至汽油侵入零件下表面，利用长刀片在零件结构强度较大处轻微上挑，反复数次直至零件脱离工作台。将零件浸泡在汽油中，浸泡时间大约为3min-5min，浸泡时间根据零件的尺寸及数量而定，将浸泡后的零件取出即可。

实施例2

某端片零件材料为聚酰亚胺玻璃布层压板，厚度1mm,外形尺寸为180mm×15mm，板上均匀分布260个Φ1的孔，孔之间的间距为2±0.03mm，在JX-6060金属雕刻机上进行加工，结合附图2所示，其具体加工过程如下：

1)增加JX-6060金属雕刻机刻铣功能，根据零件孔的直径尺寸在Φ1mm，所以本次选用Φ1.2mm的平底铣刀。采用AutoCAD软件进行重新绘制零件图样，将图样存储格式转为DXF格式，最终导入到JD Paint 5.21刻铣软件中，进行数据采集，生成数控加工程序；

2)毛坯件的装夹与定位，与实施例1的步骤2相同；

3)数控加工参数设置。所采用的设备为JX-6060金属雕刻机，主轴转速一般在每分钟4500-8000转之间，本次加工选择主轴转速为每分钟5000转，进给速度为每分钟200mm，吃刀量为0.1mm，所有加工参数在编制数控程序时用循环指令参数中体现；

4)加工后置处理。与实施例1的步骤4相同。