用于航空结构件加工切削参数判定的试切件及其判定方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于航空结构件加工切削参数判定的试切件及其判定方法，试切件包括腹板和设置在腹板周边的五轴加工面、三轴面和三轴行切面；结构件缘条与缘条、或筋条与筋条之间形成转角；结构件筋条及缘条的顶部区域形成筋高；结构件的筋条及缘条构成侧壁；在三轴面内侧设置腹板下陷凸台和浅转角，在腹板中部设置独立筋，在三轴行切面内侧设置大闭角和尖角，在五轴加工面旁边设置深转角。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明的试切件可以作为形状复杂、薄壁、尺寸及位置精度要求高、零件表面质量要求高的航空结构件试切模型，利用本试切件能够为航空结构件加工过程提供精确的切削参数，有利于节约加工成本。
【专利说明】
用于航空结构件加工切削参数判定的试切件及其判定方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于航空结构件加工切削参数判定的试切件及其判定方法。
【背景技术】
[0002]随着航空制造业的快速发展，航空件待加工数量逐年递增，且对于加工质量的要求亦更为严格。因而，对于与加工质量息息相关的加工切削参数的设定要求更为严格。
[0003]目前加工切削参数的判定方法主要是依靠经验丰富的数控编程人员给出经验参数，再采用试切件模型加工校验。而其中试切件模型的设计对于零件加工的切削参数选择影响显著，因为只有在正式加工之前通过实际机床试验验证过的参数才是准确可靠的参数。而传统的试切件模型不能够完整地反映航空件的结构特征。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种用于航空结构件加工切削参数判定的试切件及其判定方法，可以较为全面地体现航空结构件(框类零件)的主要特征，对于指定机床的加工切削参数选取及优化更为可靠及快捷。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于航空结构件加工切削参数判定的试切件，包括腹板和设置在腹板周边的五轴加工面、三轴面和三轴行切面;结构件缘条与缘条、或筋条与筋条之间形成转角;结构件筋条及缘条的顶部区域形成筋高;结构件的筋条及缘条构成侧壁;在三轴面内侧设置腹板下陷凸台和浅转角，在腹板中部设置独立筋，在三轴行切面内侧设置大闭角和尖角，在五轴加工面旁边设置深转角。
[0006]本发明还提供了一种用于航空结构件加工切削参数的判定方法，包括如下内容:
[0007]使用半径小于等于转角半径的刀具对转角进行侧刃加工;对于尖角的加工方式为先使用大刀具去除侧壁余量，再使用半径小于等于转角半径的刀具进行层切;对于深转角采用倒锥刀层切的加工方式，对于浅转角采用侧刃加工方式；
[0008]对于筋高的加工方式为在粗加工侧壁留有余量的情况下进行底刃加工；
[0009]对于侧壁的加工方式:当其与腹板夹角大于90°时，采用三轴层切或者五轴摆轴侧刃铣削的加工方式；当其与腹板夹角= 90°时，采用侧刃铣削的加工方式；当其与腹板夹角<90°时，采用五轴摆轴侧刃铣削的加工方式;独立筋侧壁采用小切深的侧刃加工方式；
[0010]对于存在不规则曲率变化的侧壁面采用行切的加工方式;对于存在连续曲率变化的侧壁面采用五轴侧刃加工方式；
[0011]当侧壁与腹板形成的底角为圆角时，采用对应底半径的牛鼻刀清根加工方式；当侧壁与腹板形成的底角为直角时，采用平底刀清根加工方式。
[0012]与现有技术相比，本发明的积极效果是:本发明的试切件可以作为形状复杂、薄壁、尺寸及位置精度要求高、零件表面质量要求高的航空结构件试切模型，利用本试切件能够为航空结构件加工过程提供精确的切削参数，有利于节约加工成本。
【附图说明】
[0013]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
[0014]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]—种用于航空结构件加工切削参数判定的试切件，如图1所示，包括:尖角1、筋高
2、五轴加工面3、深转角4、独立筋5、三轴面6、腹板下陷凸台7、浅转角8、大闭角9、三轴行切面10等。其中:
[0016]五轴加工面3、三轴面6和三轴行切面10设置在腹板周边，在三轴面6内侧设置腹板下陷凸台7和浅转角8，在腹板中部设置独立筋5，在三轴行切面10内侧设置大闭角9和尖角I，在五轴加工面3旁边设置深转角4。
[0017]本发明还公开了一种用于航空结构件加工切削参数的判定方法，包括如下内容:
[0018]零件缘条与缘条、或筋条与筋条之间形成转角，当转角<60°时定义其为尖角。对于一般转角的加工方式:使用半径小于等于转角半径的刀具对转角进行侧刃加工;而对于尖角I的加工方式为先使用大刀具去除侧壁余量，再使用半径小于等于转角半径的刀具进行层切。同时转角又因转角深度不同而有所区分，当转角深度大于等于转角四倍直径的称之为深转角(深腔)，反之则称为浅转角(浅腔)；对于深转角4通常采用倒锥刀层切的加工方式，而浅转角8则采用一般的侧刃加工方式。
[0019]筋高2所指为筋条及缘条的顶部区域，其宽度一般在1.5?2mm，其一般在粗加工侧壁留有余量的情况下进行底刃加工。
[0020]侧壁(包括筋条及缘条)的厚度皆是1.5?2mm，属薄壁零件，其与腹板因夹角不同而加工方式有所区别。当夹角大于90°时，侧壁称之为开角面，反之夹角= 90°称之为三轴面，夹角<90°称之为闭角面。对于开角面其常用的加工方式为三轴层切或者五轴摆轴侧刃铣削；三轴面6常用的加工方式为侧刃铣削；而闭角面当其闭角较小时，采用的加工方式为使用倒锥刀进行层切或使用五轴摆轴侧刃铣削；而闭角较大时(图1中大闭角9)其加工方式为使用五轴摆轴侧刃铣削。图1中独立筋5在加工过程中因无支撑容易发颤，采用小切深的侧刃加工方式。
[0021]部分侧壁面存在不规则的曲率变化，无法用侧刃加工到位，故对此类侧壁面采用行切的加工方式，图1中三轴行切面10即为此类加工面。当侧壁面存在连续的曲率变化，可以使用五轴侧刃加工到位，将之称为直纹面，图1中的五轴加工面3即为此类加工面。
[0022]侧壁与腹板形成底角，对于底角为圆角的其常用的加工方式为使用对应底角R的牛鼻刀清根加工;对于底角为直角的，其采用的加工方式为使用平底刀清根加工。
[0023]当腹板面上存在凸台，在铣腹板的过程中将凸台设置为岛屿，避开此处，后续再铣凸台顶面，对于凸台周围的R角采用对应底角R的牛鼻刀清根，如图1中的腹板下陷凸台7。
[0024]本发明的工作原理是:通过设计的一种航空结构件的试切模型，可以用于确定在指定机床加工某类切削区域所采用的切削参数。操作者将试切毛坯放置在机床上，经过多次试切获得加工各个加工区域合理且高效的加工参数(如进给量，主轴转速，背吃刀量等)，从而保证机床在后续加工正式零件时使用的加工参数合理有效，提高零件的加工质量及机床的切削效率。
【主权项】
1.一种用于航空结构件加工切削参数判定的试切件，其特征在于:包括腹板和设置在腹板周边的五轴加工面、三轴面和三轴行切面;结构件缘条与缘条、或筋条与筋条之间形成转角;结构件筋条及缘条的顶部区域形成筋高;结构件的筋条及缘条构成侧壁;在三轴面内侧设置腹板下陷凸台和浅转角，在腹板中部设置独立筋，在三轴行切面内侧设置大闭角和尖角，在五轴加工面旁边设置深转角。2.根据权利要求1所述的用于航空结构件加工切削参数判定的试切件，其特征在于:所述深转角的深度大于等于转角四倍直径，所述浅转角的深度小于转角四倍直径。3.根据权利要求1所述的用于航空结构件加工切削参数判定的试切件，其特征在于:所述尖角的转角<60°。4.根据权利要求1所述的用于航空结构件加工切削参数判定的试切件，其特征在于:所述筋高宽度为1.5?2mm。5.根据权利要求1所述的用于航空结构件加工切削参数判定的试切件，其特征在于:所述侧壁的厚度为1.5?2mm。6.根据权利要求1所述的用于航空结构件加工切削参数判定的试切件，其特征在于:所述三轴行切面为存在不规则曲率变化的侧壁面;所述五轴加工面为存在连续曲率变化的侧壁面。7.一种用于航空结构件加工切削参数的判定方法，其特征在于:包括如下内容: 使用半径小于等于转角半径的刀具对转角进行侧刃加工;对于尖角的加工方式为先使用大刀具去除侧壁余量，再使用半径小于等于转角半径的刀具进行层切;对于深转角采用倒锥刀层切的加工方式，对于浅转角采用侧刃加工方式； 对于筋高的加工方式为在粗加工侧壁留有余量的情况下进行底刃加工； 对于侧壁的加工方式:当其与腹板夹角大于90°时，采用三轴层切或者五轴摆轴侧刃铣削的加工方式;当其与腹板夹角= 90°时，采用侧刃铣削的加工方式；当其与腹板夹角<90°时，采用五轴摆轴侧刃铣削的加工方式;独立筋侧壁采用小切深的侧刃加工方式； 对于存在不规则曲率变化的侧壁面采用行切的加工方式;对于存在连续曲率变化的侧壁面采用五轴侧刃加工方式； 当侧壁与腹板形成的底角为圆角时，采用对应底半径的牛鼻刀清根加工方式；当侧壁与腹板形成的底角为直角时，采用平底刀清根加工方式。8.根据权利要求7所述的用于航空结构件加工切削参数的判定方法，其特征在于:当腹板面上存在凸台，在铣腹板的过程中将凸台设置为岛屿，避开此处，后续再铣凸台顶面，对于凸台周围的底角采用对应底半径的牛鼻刀清根。
【文档编号】B23Q17/20GK105945652SQ201610576534
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】白金, 邵源, 兰洋, 杨青平, 王媛
【申请人】四川明日宇航工业有限责任公司