一种机匣类零件复杂型面数控加工方法
【专利摘要】本发明一种机匣类零件复杂型面数控加工方法，属于机械制造领域，本发明采用分段加工的方法，突破了复杂型面数控加工的难题，同时为类似问题的解决提供了一个思考方向；本发明通过分析零件结构特点，将加工面人为的分成若干区域，充分了解不同型面在编程时对刀具的影响，针对不同的加工区域单独创建操作，从而简化编程过程，并针对这些影响制定了解决方案，优化刀具的切削点，改善零件加工质量，提升加工效果，从根本上解决了该项加工领域空白的问题。
【专利说明】一种机匣类零件复杂型面数控加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械制造领域，具体涉及一种机匣类零件复杂型面数控加工方法。
【背景技术】
[0002] 随着发动机制造技术的日趋成熟，机匣类零件的整体结构也在向结构复杂，加工 方法向多样化的方向发展；越来越多的零件采用了较复杂的设计结构，同时零件的毛料也 采用了制造难度较大的精密铸件，这对零件的加工技术提出了更高的要求；由于目前精密 铸造技术尚不完善，加之零件结构的复杂性、加工设备的硬件结构限制和数控加工技术的 匮乏等原因，使得机匣类零件复杂型面的加工一直处于较低水平，这种现状影响着零件的 尺寸精度，表面质量和整体加工周期。
[0003] 在零件研制过程中，需对型面四周的侧壁及底面进行铣加工；由于零件侧壁的高 度差较大，造成侧壁与底面的转接圆角的相切点各不相同，使零件表现为侧壁与底面的转 接圆角始终处于变化的结构特点；同时，所加工型面又处于一处圆弧型面上，使零件的结构 愈加复杂。零件的这种结构使得在编程时，无法使用同一刀轨同时满足所有尺寸的设计要 求，使加工一直处于落后水平，未能实现真正意义上的数控加工，尺寸仍需要借助钳修进行 保证，生产效率低成本高加工质量差。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的缺点，本发明提出一种机匣类零件复杂型面数控加工方法，以达 到改变复杂型面现有加工策略、提高加工效率、零件质量，降低成本，降低工作人员工作强 度的目的。
[0005] 一种机匣类零件复杂型面数控加工方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤1、建立机匣模型；
[0007] 步骤2、根据该机匣复杂型面的侧壁端面高度，对复杂型面进行划分区域；
[0008] 步骤3、根据该机匣复杂型面侧壁与底边的转接圆角半径选择刀具；
[0009] 步骤4、对机匣复杂型面的每个区域进行加工；
[0010] 步骤5、完成对机匣复杂型面的加工。
[0011] 本发明优点：
[0012] 本发明一种机匣类零件复杂型面数控加工方法，采用分段加工的方法，突破了复 杂型面数控加工的难题，同时为类似问题的解决提供了一个思考方向；本发明通过分析零 件结构特点，将加工面人为的分成若干区域，充分了解不同型面在编程时对刀具的影响，针 对不同的加工区域单独创建操作，从而简化编程过程，并针对这些影响制定了解决方案，优 化刀具的切削点，改善零件加工质量，提升加工效果，从根本上解决了该项加工领域空白的 问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明一种实施例的机匣类零件放气窗口数控加工方法流程图；
[0014] 图2是本发明一种实施例的机匣放气窗口模型不意图；
[0015] 图3是本发明一种实施例的放气窗口区域示意图；
[0016] 图4是本发明一种实施例的第一低端面区域刀轨示意图；
[0017]图5是本发明一种实施例的第一斜端面区域刀轨示意图；
[0018] 图6是本发明一种实施例的高端面区域刀轨示意图；
[0019] 图7是本发明一种实施例的第二低端面区域刀轨示意图；
[0020] 图8是本发明一种实施例的第二斜端面区域刀轨示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。
[0022] 一种机匣类零件放气窗口数控加工方法，方法流程图如图1所示，包括以下步骤：
[0023] 步骤1、建立机匣模型；
[0024] 本发明实施例中，放气窗口加工的基础是要创建一个准确的加工模型，只有依托 准确的零件模型才能创建正确合理的走刀路线；因此，本发明实施例中依据设计图纸，采用 UG建模与编程软件创建了一套零件模型，如图2所示，为后续的编程工作奠定了基础；
[0025] 步骤2、根据该机匣放气窗口的侧壁端面高度，对放气窗口进行划分区域；
[0026] 在铣加工型面时，由于加工面的侧壁高度相差较大，造成底面与侧壁间的转接圆 弧位置始终处于一个变化的状态，无法准确扑捉到圆弧的变化路线，使刀具轨迹的确定处 于一个难解的境地。因此，针对零件形状的特殊性，划分出零件的几处加工区域，加工区域 的划分原则是根据型面侧壁的高度而确定的，即侧壁高度相同或相近的部位划分为一个加 工区域；这种区域的划分能使刀具尽可能的贴近侧壁，从而达到良好的加工效果。
[0027] 如图3所示，本发明实施例中，放气窗口采用机匣放气窗口，根据放气窗口侧壁端 面的高度对放气窗口进行加工区域的划分，即第一低端面区域1、第一斜端面区域2、高端 面区域3、第二低端面区域4和第二斜端面区域5;
[0028] 步骤3、根据该机匣放气窗口侧壁与底边的转接圆角半径选择刀具；
[0029] 本发明实施例中，采用炉_ 20球头铣刀；
[0030] 步骤4、对机匣放气窗口的每个区域进行加工；
[0031] 本发明实施例中，在划分出加工区域的基础上，通过在UG软件中确定编程策略； 首先在UG模型上扩大零件的加工区域，并采用固定轴的编程方式，并选用边界铣加工方 式，形成单独加工区域的加工轨迹，然后将若干处的加工轨迹合并为一个操作组，导出数控 程序至数控机床；这种方法较以往的加工策略更为准确简洁，易于操作。
[0032] 步骤4-1、对放气窗口的第一低端面区域进行加工，具体如下：
[0033] 步骤4-1-1、在第一低端面区域顶部进刀；
[0034] 本发明实施例中，刀具的进给速度为F30;转速为S280;
[0035] 步骤4-1-2、以第一低端面区域侧壁上端面为刀轨，沿第一低端面区域的侧壁轮廓 线进行切削；
[0036] 本发明实施例中，在UG软件中形成的第一低端面区域刀轨如图4所示；
[0037] 步骤4-1-3、在第一低端面区域底部退刀；
[0038] 步骤4-2、对放气窗口的第一斜端面区域进行加工，具体如下：
[0039] 步骤4-2-1、在第一斜端面区域顶部进刀；
[0040] 步骤4-2-2、以第一斜端面区域侧壁上端面为刀轨，沿第一斜端面区域侧壁下端面 轮廓线进行切削；
[0041] 本发明实施例中，在UG软件中形成的第一斜端面区域刀轨如图5所示；
[0042] 步骤4-2-3、在第一斜端面区域底部退刀；
[0043] 步骤4-3、对放气窗口的高端面区域进行加工，具体如下：
[0044]步骤4-3-1、在高端面区域与第一斜端面区域交界处进刀；
[0045] 步骤4-3-2、以高端面区域侧壁上端面为刀轨，沿高端面区域侧壁下端面轮廓线进 行切削；
[0046] 本发明实施例中，在UG软件中形成的高面区域刀轨如图6所示；
[0047] 步骤4-3-3、在高端面区域与第二斜端面区域交界处退刀；
[0048] 步骤4-4、对放气窗口的第二低端面区域进行加工，具体如下：
[0049] 步骤4-4-1、在第二低端面区域顶部进刀；
[0050] 步骤4-4-2、以第二低端面区域侧壁上端面为刀轨，沿第二低端面区域的侧壁轮廓 线进行切削；
[0051] 本发明实施例中，在UG软件中形成的第二低端面区域刀轨如图7所示；
[0052] 步骤4-4-3、在第二低端面区域底部退刀；
[0053] 步骤4-5、对放气窗口的第二斜端面区域进行加工，具体如下：
[0054] 步骤4-5-1、在第二斜端面区域顶部进刀；
[0055] 步骤4-5-2、以第二斜端面区域侧壁上端面为刀轨，沿第二斜端面区域侧壁下端面 轮廓线进行切削；
[0056] 本发明实施例中，在UG软件中形成的第二斜端面区域刀轨如图8所示；
[0057] 步骤4-5-3、在第二斜端面区域底部退刀；
[0058] 步骤5、完成对机匣放气窗口的加工。
[0059] 某机匣放气窗口的加工采用了该项技术，从原有的钳修保证到完全的数控加工不 仅在生产效率上有了大幅度的提高，而且在加工质量、表面光度方面也得到了有效保证，在 降低操作者工作强度的同时，更摆脱了旧加工方式的落后局面。
[0060] 本发明目前主要用于某大型机匣放气窗口的加工，加工效果较为理想，加工效率 及质量有了明显提升；该项技术不仅为今后同类型产品的加工奠定了理论基础，同时为新 型结构加工开拓了新思路。
【权利要求】
1. 一种机匣类零件复杂型面数控加工方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、建立机匣模型； 步骤2、根据该机匣复杂型面的侧壁端面高度，对复杂型面进行划分区域； 步骤3、根据该机匣复杂型面侧壁与底边的转接圆角半径选择刀具； 步骤4、对机匣复杂型面的每个区域进行加工； 步骤5、完成对机匣复杂型面的加工。
【文档编号】G05B19/18GK104483892SQ201410589133
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】王传滨, 郝卓, 张建国 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司