一种在大曲率弧面上精确数控钻孔的方法
【专利摘要】本发明涉及一种在大曲率弧面上精确数控钻孔的方法，属于数控加工技术领域。包括如下步骤：选择满足加工要求的数控机床；装夹；安装中心钻；运行数控程序；手动控制进刀深度h、进给速度f，匀速钻入距曲面接触点2～3mm深度处即可；根据孔径最终尺寸，按照80％直径比率换装加工初孔用钻头；设置固定进刀步长L，设置循环抬刀高度H和抬刀面；运行数控程序，手动控制进给速度f，保证钻头落刀点与中心钻触点孔位一致；钻制初孔；换装补加工钻头；运行数控程序，补钻终孔。本发明采用上述方法，可有效避免钻制过程中出现钻头落点窜动、划伤零件、钻头于孔内断裂、钻制方向偏移等情形，加工效率高，精度符合标准要求。
【专利说明】
一种在大曲率弧面上精确数控钻孔的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种在大曲率弧面上精确数控钻孔的方法，过程通过数控机床实现，属于数控加工技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着钛合金材料性能及加工技术的不断进步，大量的航空零件已经采用钛合金材料。由于钛合金材料强度大、刚性好，常用于一些连接件及承力件，加工过程中有较多需要在大曲率表面钻制中小直径(8?12mm)通孔的要求。但是，由于钛合金强度大，小直径钻头刚性差，在曲面钻孔时，钻头受力方向向四周发散，钻头轴线与进给方向不重合，经常出现钻头落点窜动、划伤零件、钻头于孔内断裂、钻制方向偏移等情形，除进给慢、加工效率低以外，还极易造成零件损伤超差，严重影响了产品的生产交付。
【发明内容】
[0003]为了解决上述存在的加工问题，本发明提供一种在大曲率弧面上精确数控钻孔的方法。
[0004]本发明的目的是通过下述技术方案实现的:一种在大曲率弧面上精确数控钻孔的方法，其特征在于:步骤如下:
[0005](I)根据零件的孔位、孔轴线方向及零件定位方式，选择满足加工要求的数控机床，要求数控机床精度在孔径、孔位精度要求范围内、且性能良好；
[0006](2)大曲率钛合金零件弧面精确数控钻孔；
[0007](2.1)将零件放置在机床工作台，保证定位准确，装夹稳定，保证加工过程中不存在干涉碰撞；
[0008](2.2)安装中心钻，要求中心钻在行程允许范围内，尽可能短，保证刚性足够；
[0009](2.3)运行数控程序寻找孔轴线位置，确认是否正确；
[0010](2.4)手动控制进刀深度11(111111)、进给速度汽111111/1^11)，匀速钻入距曲面接触点2?3mm深度处即可；
[0011](2.5)手动抽离中心钻，根据孔径最终尺寸，按照80%直径比率换装加工初孔用钻头;
[0012](2.6)设置固定进刀步长L(mm)，设置循环抬刀高度H(mm)和抬刀面，保证每次循环排肩顺畅，确保零件和刀具能够及时散发热量，排出切肩，避免烧伤断裂；
[0013](2.7)运行数控程序，手动控制进给速度f (mm/min)，观察保证钻头落刀点与中心钻触点孔位一致；
[0014](2.8)钻制初孔，根据排肩情况，刀具及零件的稳定性，适当调节各项参数，使初孔顺利成型；
[0015](2.9)根据孔径最终尺寸，按照100%直径比率换装补加工钻头，根据孔径精度要求，选择钻头类型，一般情况下，三刃钻即可达到H9精度，满足基本装配需求。
[0016](2.10)运行数控程序，补钻最终孔，由于初孔为通孔，可用于排肩，在补加工过程中只需一次进刀加工，无需循环钻制，完成精孔加工即可。
[0017]本发明的有益效果:本发明采用上述方法，可有效避免钻制过程中出现钻头落点窜动、划伤零件、钻头于孔内断裂、钻制方向偏移等情形，经该方法加工以后的空位，精度可达到H7、孔壁粗糙度可达到Ral.6，非人为的超差率极低，精度符合标准要求。此外，使用该方法后，加工效率显著提高，约为直接钻-扩-铰的70%?80%，提效明显。
【附图说明】
[0018]图1是腹板零件的结构示意图。
[0019]图2图1中A-A局部剖视图。
[0020]图3中心钻点孔位刀具轨迹图。
[0021]图4是钻制初孔刀具轨迹图。
[0022]图5是补钻最终孔刀具轨迹图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，进一步描述本发明方案的实现过程。
[0024]—种在大曲率弧面上精确数控钻孔的方法，其步骤如下:
[0025](I)如图1所示，根据零件上孔I的孔位、孔轴线方向及零件定位凸台孔2、3，选择满足加工要求的数控机床，要求数控机床精度在孔径、孔位精度要求范围内、且性能良好，可选择卧式数控加工中心；
[0026](2)大曲率钛合金零件弧面精确钻孔
[0027](2.1)如图1所示，将零件放置在机床工作台，保证定位准确，装夹稳定，保证加工过程中不存在干涉碰撞；
[0028](2.2)如图3所示，安装中心钻4，要求中心钻在行程允许范围内尽可能短，保证刚性足够；
[0029](2.3)如图2所示，运行数控程序寻找孔轴线位置5，目测确认是否正确；
[0030](2.4)如图3所示，手动控制进刀深度h(mm)、进给速度f (mm/min)，匀速钻入距曲面接触点6约2?3mm深度处即可；
[0031](2.5)手动抽离中心钻，根据孔径最终尺寸，按照80%直径比率换装加工初孔用钻头7，如图4所不；
[0032](2.6)设置固定进刀步长L(mm)，设置循环抬刀尚度H(mm)和抬刀面8，如图4所不；保证每次循环排肩顺畅，确保零件和刀具能够及时散发热量，排出切肩，避免烧伤、断裂；
[0033](2.7)运行数控程序，手动控制进给速度f，观察保证钻头落刀点与中心钻触点孔位一致；
[0034](2.8)钻制初孔，根据排肩情况，刀具及零件的稳定性，适当调节各项参数，使初孔顺利成型；
[0035](2.9)根据孔径最终尺寸，按照100%直径比率换装补加工钻头9，如图5所示;根据孔径精度要求，选择钻头类型，一般情况下，三刃钻即可达到H9精度，满足基本装配需求。
[0036](2.10)运行数控程序，补钻最终孔，由于初孔为通孔，可用于排肩，在补加工过程中只需一次进刀加工，无需循环钻制，完成精孔加工即可。
【主权项】
1.一种在大曲率弧面上精确数控钻孔的方法，其特征在于:步骤如下: (1)根据零件的孔位、孔轴线方向及零件定位方式，选择满足加工要求的数控机床，要求数控机床精度在孔径、孔位精度要求范围内、且性能良好； (2)大曲率钛合金零件弧面精确数控钻孔； (2.1)将零件放置在机床工作台，保证定位准确，装夹稳定，保证加工过程中不存在干涉碰撞； (2.2)安装中心钻，保证刚性足够； (2.3)运行数控程序寻找孔轴线位置，确认是否正确； (2.4)手动控制进刀深度h、进给速度f，匀速钻入距曲面接触点2?3mm深度处即可； (2.5)手动抽离中心钻，根据孔径最终尺寸，按照80%直径比率换装加工初孔用钻头； (2.6)设置固定进刀步长L，设置循环抬刀高度H和抬刀面，保证每次循环排肩顺畅，确保零件和刀具能够及时散发热量； (2.7)运行数控程序，手动控制进给速度f，观察保证钻头落刀点与中心钻触点孔位一致； (2.8)钻制初孔，根据排肩情况，刀具及零件的稳定性，适当调节各项参数，使初孔顺利成型； (2.9)根据孔径最终尺寸，按照100%直径比率换装补加工钻头，根据孔径精度要求，选择钻头类型，满足基本装配需求。 (2.10)运行数控程序，补钻最终孔，由于初孔为通孔，可用于排肩，在补加工过程中只需一次进刀加工，无需循环钻制，完成精孔加工即可。
【文档编号】B23B41/00GK105945319SQ201610429001
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】赵军, 隋洪江
【申请人】沈阳飞机工业（集团）有限公司