[發明專利]一種去除薄壁復雜零件表面振紋的方法

有效

• 申請號: 201810530169.6
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108568532B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 劉戰強;侯鑫;王兵;宋清華
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00;B23B35/00;B23C3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種去除薄壁復雜零件表面振紋的方法，它解決了現有技術中復雜零件出現局部表面振紋的問題，具有提高復雜零件表面質量，避免應力集中的有益效果，其方案如下：一種去除復雜零件表面振紋的方法，包括1)建立復雜零件三維模型；2)提取復雜零件表面振紋位置、表面振紋輪廓參數和加工參數，確定加工參數和表面振紋輪廓參數的定量關系；3)根據加工參數和表面振紋輪廓參數的定量關系，確定合適的微細加工參數和微細刀具；4)根據微細加工參數，對數控加工中心編寫數控加工程序，使用數控加工中心對復雜零件振紋表面進行加工處理。

技術領域

本發明涉及破碎巖體領域，特別是涉及一種去除復雜零件表面振紋的方法。

背景技術

切削加工是機械制造領域應用最廣泛的成型方法，隨著切削加工技術的不斷提高，鈦合金、鎳基合金等難加工材料和貴重材料的切削加工工藝及零件復雜程度的要求也逐漸提升。然而切削加工仍存在一定的局限性，對于復雜零件和難加工材料，當刀具沿著給定的刀具軌跡運動時，其刀具和零件之間的關系(切入角、進給量、切削速度和深度)持續發生變化，在難加工部位，如細長軸和薄壁結構等，容易因切削振動頻率和零件固有頻率耦合而產生明顯的表面振紋，由于復雜零件的結構限制導致表面振紋無法通過改變切削參數及更換刀具完全避免，因這個振紋的出現從而降低表面質量，形成應力集中區域，導致零件疲勞斷裂，極大降低復雜零件良品率和使用壽命。

對于一些大型貴重復雜零件，如由航空材料鎳基合金制成的航空發動機葉輪，直徑長達數米，葉片加工工藝復雜，因振紋而出現殘次品零件會造成較大的經濟損失。

對于零件表面振紋的控制，目前多采用控制切削參數、改進機床結構或附加減振裝置等方式。大型復雜零件切削加工過程中，切削參數、機床結構往往受零件結構尺寸限制無法靈活改變，對表面振紋的控制仍沒有較好的解決方案。

因此，需要對一種去除復雜零件表面振紋的方法進行研究設計。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種去除復雜零件表面振紋的方法，該方法在不影響復雜零件整體結構的前提下，提高復雜零件表面質量，避免應力集中，有效實現刀具保護，避免崩刀等情況發生。

一種去除復雜零件表面振紋的方法的具體方案如下：

一種去除復雜零件表面振紋的方法，通過確定加工參數與表面振紋輪廓參數的定量關系，選取設定的微細加工工藝和加工參數，對表面振紋進行加工后去除，該方法可實現因振紋而出現的殘次品零件的后處理，變廢為寶。

進一步地，一種去除復雜零件表面振紋的方法，包括如下步驟：

1)建立復雜零件三維模型；

2)提取復雜零件表面振紋位置、表面振紋輪廓參數和加工參數，確定加工參數和表面振紋輪廓參數的定量關系；

3)根據加工參數和表面振紋輪廓參數的定量關系，確定合適的微細加工參數，并確定微細刀具；

4)根據微細加工參數，使用數控加工對復雜零件振紋表面進行加工處理。

微細加工處理包括：微細銑削、微細車削和微細鉆削，使用的微細切削刀具相應為微細平頭及球頭立銑刀、微細車刀和微細鉆頭。微細切削刀具刃口半徑一般為微米級和亞微米級，可以實現微米級振紋加工特征的材料去除。

其中，微細加工可以實現微米級材料去除，在不影響復雜零件整體結構的前提下，提高復雜零件表面質量，避免應力集中。該方法可以彌補復雜零件加工過程中出現的局部振紋等表面質量問題，消除加工過程出現的應力集中，極大提高復雜零件的良品率和使用壽命。

進一步地，在所述步驟4)完成后，檢測加工后復雜零件的表面質量是否達到要求，可以通過表面質量檢測儀進行表面質量確認。

進一步地，所述步驟2)中加工參數包括轉速、切削深度、刀尖圓弧半徑和刀具懸長。