专利名称：一种飞机起落架的典型特征车铣加工方法
技术领域：
本发明涉及一种加工工艺，具体是涉及一种飞机起落架的典型特征车铣加工方法。属于机械加工工艺技术领域。
背景技术：
近年来，随着产品日趋复杂化以及生产效率越来越高的要求，尤其是航空、航天等军工产品，其外形越来越复杂，精度、效率等要求也越来越高，典型而传统的车削加工及铣削加工已经难以满足要求。因此，车铣复合加工中心便应运而生。车铣复合加工中心可实现复杂零部件一次装夹，完成全部加工工序，可以大幅度提高生产效率和加工精度。目前， 对于车铣复合加工中心的应用及工艺编制则相对较弱，绝大多数只是停留在将车和铣两种加工方式复合到一台机床上，并未充分利用车铣复合加工中心的优势。飞机起落架类零件由于其外形的特殊性，单独使用车床或铣床都无法完成对其的机械加工。现在，飞机起落架类零件加工工艺方案大致有两种一种是先在车床上完成所有连续回转面的车削，然后在多轴铣床上进行铣削；另一种为在车铣复合加工中心上进行一次装夹，来完成车削和三轴铣削，C轴只作为工位回转来使用。本发明工艺方法是专门针对飞机起落架类零件的典型结构特征编制，在实现工序集中的基础上，对车削、铣削以及车铣复合加工中心上特有的车铣加工方式进行合理编排，针对飞机起落架典型的非连续回转表面特征，大量使用正交车铣加工方式，以及使用更为合适的刀具，可以实现加工效率、工件表面质量的显著提高，同时还有效的降低了加工成本。
发明内容
I、目的本发明的目的在于提供一种飞机起落架的典型特征车铣加工方法，该工艺方法主要针对起落架类零件共有的耳部位特征，以解决现有该类零件加工中的问题。该工艺方法可有效提高加工效率及工件表面质量，同时降低加工成本。2、技术方案本发明是通过以下技术方案来实现本发明一种飞机起落架的典型特征(耳部)车铣加工方法，该特征内壁和外壁为关键位置，有较高的精度要求，因此分粗加工、半径加工、精加工三步完成；而外形则无精度要求，一次开粗以后直接修整至外形。具体步骤如下步骤一正交车铣开粗；准备毛坯，放上机床并装夹定位。正交车铣起落架耳部位，去除大部分余量，如图 la、图lb。选用刀具为平底圆角铣刀，刀具直径建议选择工件直径的20% -40%, Y轴偏心量设置为50% -70%铣刀直径，加工方式为顺逆铣，X、Y、Z、C四轴联动加工，精加工余量为 O. 2mm左右。步骤二 铣削去除耳部中间余量铣削去除耳部中间余量，如图2a、图2b。选用刀具为平底立铣刀，刀具直径建议选择为耳间距的60% -70%，加工方式为顺逆铣，X、Y、Z三轴联动加工。切削參数选用刀具推荐切削參数的40% -60%，并适当提高进给速度，半精加工余量为0. 5_左右。步骤三精修耳底部；铣削耳底部，去除步骤2中残留余量，精加工耳底部圆角及底面，如图3a、图3b。选用刀具为球头铣刀，刀具半径同耳底部圆角半径，加工方式为顺铣，X、Y、Z三轴联动，切削參数选用刀具推荐切削參数的40% _60%，并适当提高进给速度，余量为O。步骤四铣削耳四周；铣削去除耳部四周圆角余量，如图4a、图4b。选用刀具为球头铣刀，刀具半径为耳部圆角半径，加工方式为顺铣，X、Y、Z、B、C五轴联动加工，切削參数选用刀具推荐切削參数的40% -60%，并适当提高进给速度，余量为O。步骤五精修耳顶部铣削去除耳顶部余量，如图5a、图5b。选用刀具为平底立铣刀，加工方式为顺铣， X、Y、Z三轴联动，切削參数选用刀具推荐切削參数的40% -60%，并适当提高进给速度，余量为O。步骤六半精加工耳内壁铣削耳内壁，如图6a、图6b。选用刀具为多刃立铣刀，刀具直径同2，加工方式为顺铣，三轴联动，切削參数选用刀具推荐切削參数的40% _60%，并适当提高进给速度，余量为0. 2mm左右。步骤七半精、精加工耳外壁半精、精加工耳外壁，如图7a、图7b。选用刀具为方肩铣刀。加工方式为顺铣，三轴联动，之字形走刀，步距选择不宜过大，精加工步距要小于半精加工步距，半精加工余量为0. 2mm左右，精加工余量为O。步骤八精加工耳内壁铣削耳内壁，如图8a、图8b。选用刀具为整体硬质合金立铣刀或不会产生接刀痕的长刃多刃立铣刀，刀具直径同6。加工方式为顺铣，三轴联动，一次走刀修光内壁，余量为 O。步骤九外圆柱面精加工正交车铣精加工起落架耳部外圆柱面，如图9a、图％。选用刀具为带修光刃的平底铣刀，刀具直径同1，Y轴偏心量设置需根据刀具的修光刃几何形状来确定，具体数值參考刀具厂商推荐值。加工方式为顺铣，X、Y、Z、C四轴联动。エ件最终完成后如图10。3、优点及功效(I)实现“一次装夹，全部完工”，大量节省在铣床上的装夹定位时间，同时也由于定位减少提闻装夹精度。(2)使用正交车铣加工非连续回转面，代替传统的3轴铣削。可有效减少エ位，提高加工效率，同时避免不同エ位间的接刀痕。(3)在车铣复合加工中心上使用5轴联动切削耳部四周圆角，可一次切削完成四周所有圆角的加工，显著提升加工效率。(4)刀具的选用。在正交车铣加工中，选用平底圆角铣刀进行粗加工，选用带修光刃的平底铣刀进行精加工，在保证加工效率的同时，还可保证ェ件表面质量。
(5)整套ェ艺方案可有效提升加工效率30%以上，降低加工成本20%以上。
图1(a)为待加工件エ序I的右视图
图1(b)为待加工件エ序I的主视图
图2(a)为待加工件エ序2的主视图
图2(b)为待加工件エ序2的俯视图
图3(a)为待加工件エ序3的主视图
图3(b)为待加工件エ序3的俯视图
图4(a)为待加工件エ序4的主视图
图4(b)为待加工件エ序4的俯视图
图5(a)为待加工件エ序5的主视图
图5(b)为待加工件エ序5的俯视图
图6(a)为待加工件エ序6的主视图
图6(b)为待加工件エ序6的俯视图
图7(a)为待加工件エ序7的主视图
图7(b)为待加工件エ序7的俯视图
图8(a)为待加工件エ序8的主视图
图8(b)为待加工件エ序8的俯视图
图9(a)为待加工件エ序9的右视图
图9(b)为待加工件エ序9的主视图
图10为飞机起落架件的最终加工图
图11为本发明流程框图。图中符号说明如下图中间断线表示加工时的刀具路径
具体实施例方式见图11，本发明ー种飞机起落架的典型特征车铣加工方法，该方法具体步骤如下I.正交车铣开粗。准备毛坯，搬上机床并装夹定位。正交车铣起落架耳部位，去除大部分余量，如图 la、图lb。选用刀具为平底圆角铣刀，刀具直径建议选择エ件直径的20% -40%, Y轴偏心量设置为50% -70%铣刀直径，加工方式为顺逆铣，X、Y、Z、C四轴联动加工，精加工余量为 0. 2mm左右。由于车铣复合机床装夹的特殊性，造成エ装普遍刚性较差，因此加工时切深不宣太大，选用刀具推荐切削參数的40% _60%，并适当提高进给速度。开粗时为了提升效率， 采用顺逆铣的加工方式，減少空行程，可有效提升开粗效率。2.铣削耳间余量铣削去除耳部中间余量，如图2a、图2b。选用刀具为平底立铣刀，刀具直径建议选择为耳间距的60% -70%，加工方式为顺逆铣，X、Y、Z三轴联动加工。切削參数选用刀具推荐切削參数的40% -60%，并适当提高进给速度，半精加工余量为0. 5_左右。3.精修耳底部铣削耳底部，去除步骤2中残留余量，精加工耳底部圆角及底面，如图3a、图3b。选用刀具为球头铣刀，刀具半径同耳底部圆角半径，加工方式为顺铣，X、Y、Z三轴联动，切削參数选用刀具推荐切削參数的40% _60%，并适当提高进给速度，余量为O。此步所用球头刀直径较小，由于耳部干渉需要长悬伸，建议优先延长刀柄，尽量减少刀杆伸出长度。如悬伸过长导致振动严重，可采用防振刀杆。为使最后表面质量较好，减少人工打磨时间，加工时步距不宣太大。4.铣削耳四周圆角铣削去除耳部四周圆角余量，如图4a、图4b。选用刀具为球头铣刀，刀具半径为耳部圆角半径，加工方式为顺铣，X、Y、Z、B、C五轴联动加工，切削參数选用刀具推荐切削參数的40% -60%，并适当提高进给速度，余量为O。由于耳部四周圆角紧贴耳侧壁，加工时干涉问题严重，采用传统的“ 3+2”加工方式需要多次旋转C轴并改变B轴位置，较为繁琐，切效率较低，接刀痕明显，表面质量较差。采用五轴联动的加工方式，可有效解决干涉问题，并一次走刀加工完四周全部圆角，加工效率高,且没有接刀痕,表面质量好。5.精修耳顶部铣削去除耳顶部余量，如图5a、图5b。选用刀具为平底立铣刀，加工方式为顺铣， X、Y、Z三轴联动，切削參数选用刀具推荐切削參数的40% -60%，并适当提高进给速度，余量为O。采用平底立铣刀，一次铣削完成耳顶部精修，替代传统的用球头刀加工，加工效率高，且没有接刀痕，表面质量好，但要注意机床Y轴行程，避免超程。6.半精加工耳内壁铣削耳内壁，如图6a、图6b。选用刀具为多刃立铣刀，刀具直径同2，加工方式为顺铣，三轴联动，切削參数选用刀具推荐切削參数的40% _60%，并适当提高进给速度，余量为0. 2mm左右。使用多刃立铣刀进行半精加工，可采用大切深来加工耳内壁，表面会产生接刀痕， 因此留0. 2mm左右的余量用于精加工。7.半精、精加工耳外壁半精、精加工耳外壁，如图7a、图7b。选用刀具为方肩铣刀。加工方式为顺铣，三轴联动，之字形走刀，步距选择不宜过大，精加工步距要小于半精加工步距，半精加工余量为0. 2mm左右，精加工余量为O。8.精加工耳内壁铣削耳内壁，如图8a、图8b。选用刀具为整体硬质合金立铣刀或不会产生接刀痕的长刃多刃立铣刀，刀具直径同6。加工方式为顺铣，三轴联动，一次走刀修光内壁，余量为 O。9.外圆柱面精加工正交车铣精加工起落架耳部外圆柱面，如图9a、图％。选用刀具为带修光刃的平底铣刀，刀具直径同1，Y轴偏心量设置需根据刀具的修光刃几何形状来确定，具体数值參考刀具厂商推荐值。加工方式为顺铣，X、Y、Z、C四轴联动。完成加工，最终完成图为图10。使用正交车铣进行精加工，代替传统的先用球头铣刀进行平行精加工，随后用人 エ打磨的方式，可有效提高加工效率200%以上，同时加工后表面质量可达镜面效果，粗糙度 Ra < I。
权利要求
1. 一种飞机起落架的典型特征车铣加工方法，其特征在于该方法具体步骤如下步骤一正交车铣开粗准备毛坯，放上机床并装夹定位，正交车铣起落架耳部位，去除大部分余量；选用刀具为平底圆角铣刀，刀具直径建议选择工件直径的20% -40%，γ轴偏心量设置为50% -70% 铣刀直径，加工方式为顺逆铣，X、Y、Z、C四轴联动加工，精加工余量为O. 2mm ；步骤二 铣削去除耳部中间余量铣削去除耳部中间余量，选用刀具为平底立铣刀，刀具直径建议选择为耳间距的 60% -70%，加工方式为顺逆铣，X、Y、Z三轴联动加工；切削参数选用刀具推荐切削参数的 40% -60%，并适当提高进给速度，半精加工余量为O. 5mm ；步骤三精修耳底部铣削耳底部，去除步骤二中残留余量，精加工耳底部圆角及底面，选用刀具为球头铣刀，刀具半径同耳底部圆角半径，加工方式为顺铣，X、Y、Z三轴联动，切削参数选用刀具推荐切削参数的40% -60%，并适当提高进给速度，余量为O ;步骤四铣削耳四周铣削去除耳部四周圆角余量，选用刀具为球头铣刀，刀具半径为耳部圆角半径，加工方式为顺铣，X、Y、Ζ、B、C五轴联动加工，切削参数选用刀具推荐切削参数的40% -60%，并适当提高进给速度，余量为O ;步骤五精修耳顶部铣削去除耳顶部余量，选用刀具为平底立铣刀，加工方式为顺铣，Χ、Υ、Ζ三轴联动，切削参数选用刀具推荐切削参数的40% _60%，并适当提高进给速度，余量为O ;步骤六半精加工耳内壁铣削耳内壁，选用刀具为多刃立铣刀，刀具直径同步骤二，加工方式为顺铣，三轴联动， 切削参数选用刀具推荐切削参数的40% -60%，并适当提高进给速度，余量为O. 2mm ；步骤七半精、精加工耳外壁半精、精加工耳外壁，选用刀具为方肩铣刀，加工方式为顺铣，三轴联动，之字形走刀， 步距选择不宜过大，精加工步距要小于半精加工步距，半精加工余量为O. 2mm,精加工余量为O ;步骤八精加工耳内壁铣削耳内壁，选用刀具为整体硬质合金立铣刀或不会产生接刀痕的长刃多刃立铣刀， 刀具直径同步骤六，加工方式为顺铣，三轴联动，一次走刀修光内壁，余量为O ;步骤九外圆柱面精加工正交车铣精加工起落架耳部外圆柱面，选用刀具为带修光刃的平底铣刀，刀具直径同步骤一，Y轴偏心量设置需根据刀具的修光刃几何形状来确定，具体数值参考刀具厂商推荐值，加工方式为顺铣，X、Y、z、C四轴联动，工件最终完成全部加工。
全文摘要
一种飞机起落架的典型特征车铣加工方法，它有九大步骤一、正交车铣开粗；二、铣削去除耳部中间余量；三、精修耳底部；四、铣削耳四周；五、精修耳顶部；六、半精加工耳内壁；七、半精、精加工耳外壁；八、精加工耳内壁；九、外圆柱面精加工。本发明主要针对起落架类零件共有的耳部位特征，以解决现有该类零件加工中的问题。该工艺方法可有效提高加工效率及工件表面质量，同时降低加工成本。在机械加工工艺技术领域里具有实际参考价值。
文档编号B23P23/02GK102581620SQ20121006683
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者张翀, 袁松梅 申请人:北京航空航天大学