[發(fā)明專利]復(fù)合材料層壓零件立筋數(shù)控銑切加工方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910172140.6
• 申請(qǐng)日: 2009-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN101658951A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張菊霞;田衛(wèi);魏春哲;王進(jìn)軍;劉向陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23C3/00
• 分類號(hào): B23C3/00
• 代理公司: 中國航空專利中心
• 代理人: 陳宏林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)控加工技術(shù)，特別是一種復(fù)合材料層壓零件結(jié)構(gòu)中立筋的數(shù)控銑切加工方法。

背景技術(shù)

目前，復(fù)合材料在許多領(lǐng)域中被廣泛的應(yīng)用，這些領(lǐng)域包括能源、建筑、航空、航天、船舶等。在飛機(jī)應(yīng)用中尤為突出，復(fù)合材料應(yīng)用的多少已經(jīng)是飛機(jī)先進(jìn)程度的重要標(biāo)志。復(fù)合材料零件也在不斷更新。比如對(duì)于碳纖維零件的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的平面、單曲面、曲面上帶下陷的設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足新型飛機(jī)的要求，現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)計(jì)出雙曲面、大型的壁板、各種各樣的長桁的零件。

眾所周知，金屬零件加工時(shí)傳熱快，易成屑，并且可以使用冷卻液來降低刀具及加工部位的熱量，帶走切屑；而復(fù)合材料尤其是層壓零件加工時(shí)難成屑、導(dǎo)熱慢、加工部位熱量高，這對(duì)加工復(fù)合材料的刀具、工藝方法要求很高，完全不同于普通機(jī)械加工。最大的難點(diǎn)是加工時(shí)材料容易分層、起毛、拉絲，通常加工后產(chǎn)品表面粗糙度很差。而且，復(fù)合材料零件價(jià)格昂貴，數(shù)控加工是它的最后工序，一旦出現(xiàn)問題將前功盡棄，且損失慘重。

目前，通常情況下，復(fù)合材料層壓零件的數(shù)控加工主要是加工外輪廓或鉆孔，比如板狀零件的外緣以及異形零件的立筋輪廓等，其厚度一般不超過8毫米，具有壁薄，加工易分層的特點(diǎn)。特別是異形零件的立筋輪廓，數(shù)控加工時(shí)由于筋薄，易顫刀，且在加工僅剩一、兩層布時(shí)，由于刀具切削力作用，很容易使碳帶表面拉絲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合材料層壓零件中立筋的數(shù)控加工的方法，本發(fā)明方法可以有效地解決現(xiàn)有復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件中立筋數(shù)控加工過程中的分層和拉絲問題，以擴(kuò)大復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件在飛機(jī)上的應(yīng)用范圍。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的復(fù)合材料層壓零件立筋數(shù)控銑切加工方法，是將待加工零件固定在機(jī)床的基準(zhǔn)面上，其特征在于數(shù)控加工時(shí)，將立筋的中心面設(shè)定為加工分界面，刀具分別從立筋的兩側(cè)向立筋的中心面處加工，兩側(cè)加工刀具的旋轉(zhuǎn)方向均壓向立筋的側(cè)表面。

值得注意的是無論銑切立筋的上端面還是側(cè)端面，刀具都是從立筋的兩側(cè)面向中心面處走刀加工，刀具的旋轉(zhuǎn)方向一定要壓向立筋的側(cè)表面。當(dāng)?shù)毒叩闹行妮S垂直與立筋的加工端面時(shí)，刀具在立筋兩側(cè)的加工均為順銑；當(dāng)?shù)毒叩闹行妮S平行于立筋的加工端面時(shí)，刀具在立筋兩側(cè)的加工均為逆銑。這樣就避免了復(fù)合材料立筋端面加工時(shí)的分層現(xiàn)象。

所述的順銑是指刀具在加工過程中其旋轉(zhuǎn)方向與刀具進(jìn)給方向一致。所述的逆銑是指刀具在加工過程中其旋轉(zhuǎn)方向與刀具進(jìn)給方向相反。

本發(fā)明的有益效果是，加工刀具切入處均壓向復(fù)合材料層壓零件的表面，而刀具出刀的地方均為復(fù)合材料的實(shí)體，零件不易分層撕裂。

以下結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)該申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

附圖說明

圖1、圖2是復(fù)合材料層壓零件中斜立筋上端面的數(shù)控加工

圖3、圖4是復(fù)合材料層壓零件中直立筋側(cè)端面的數(shù)控加工

圖中編號(hào)說明：1零件、2斜立筋、3中心面、4刀具、5直立筋

具體實(shí)施方式

本發(fā)明解決復(fù)合材料層壓零件中斜立筋的數(shù)控加工技術(shù)問題。如圖1、2所示：將零件1的斜立筋2按中心面3分成兩半，刀具4選用專門加工復(fù)合材料的滾花銑刀，選擇轉(zhuǎn)速S8000rpm，進(jìn)給速度F600mm/min，刀具在斜筋兩側(cè)的加工均為順銑，刀具4底刃與側(cè)刃按順銑方式從斜立筋上端面的兩側(cè)向斜立筋的中心面3處銑切。見圖1首先銑切斜立筋的右側(cè)，刀具4的刀軸法向于斜立筋2的加工面，刀具從斜立筋的右側(cè)上方起刀，刀具從斜筋的右側(cè)上方走向斜筋的右側(cè)下方，刀具旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，完成斜立筋中心面右側(cè)的銑切；圖2所示銑切斜立筋左側(cè)的加工方式，刀具4刀軸法向于斜立筋2的加工面，刀具從斜筋的左側(cè)下方起刀，刀具從斜筋的左側(cè)下方走向斜筋的左側(cè)上方，刀具旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，完成斜立筋中心面3的左側(cè)銑切。

如果加工的復(fù)合材料的立筋是一種直立筋，如圖3和圖4所示的。

將零件1的直立筋5按中心面3分成兩半，刀具4選用專門加工復(fù)合材料的金剛砂刀具，該刀具具有多切削刃、可正反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)：選擇轉(zhuǎn)速S8000rpm，進(jìn)給速度F600mm/min。加工同樣是從直立筋的兩側(cè)向其中心面3處加工，刀具4的刀軸平行于直立筋5的加工表面，刀具在立筋兩側(cè)的加工均為逆銑，刀具的旋轉(zhuǎn)方向保證刀具的切削刃壓向立筋的側(cè)表面。圖3示出了直立筋右側(cè)的加工方式，刀具4的刀軸平行于直立筋5的加工表面，刀具從直立筋的右上方起刀，刀具旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針；圖4示出了直立筋左側(cè)的加工形式，刀具4的刀軸依然平行于直立筋5的加工表面，刀具從直立筋的左側(cè)上方起刀，刀具旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針。