[發明專利]一種弱剛性工字構件的加工方法

有效

• 申請號: 201811409281.0
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109434168B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 艾敏;王威;魏武;高揚;上官洛奎;張巖波;金繼光;才冬濤;駱新營;楊艷玲
• 申請（專利權）人: 山西航天清華裝備有限責任公司;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超

本發明一種弱剛性工字構件的加工方法，屬于機械加工技術領域，尤其是涉及一種細長薄壁高強構件的加工方法；所要解決的技術問題為：采取構件剛度梯次漸變穩態加工、切削應力最小化控制的復合加工措施，實現對弱剛性工字構件進行防變形、高效加工的目的；采用的技術方案為：一種弱剛性工字構件的加工方法，包括以下步驟：裝夾步驟，使用雙虎鉗裝夾；加工步驟，對弱剛性工字構件采用從兩端向中心加工的加工順序，并采用高速銑的加工方式，另外，在加工工字結構中凹槽時，先高速銑削出兩個工藝槽，所述工藝槽即為工字結構中凹槽的兩端部分；本發明用于加工弱剛性工字構件。

技術領域

本發明一種弱剛性工字構件的加工方法，屬于機械加工技術領域，尤其是涉及一種細長薄壁高強構件的加工方法。

背景技術

如圖1-圖3所示，一種弱剛性工字構件，整體為長條形，兩端為平板狀支耳，支耳上還具有臺階，臺階上具有弧形的支耳槽，兩支耳與構件中部本體連接的部位各設置有一個支耳加強筋，兩支耳加強筋之間本體部分的截面為工字形，且其腹板上具有多個減輕孔。具體結構參數見下表。

表1 一種弱剛性工字構件的結構參數

由表1可知，該構件的特點為：

1、構件結構為細長、薄壁、工字形結構；

2、構件材質為高強鍛件結構鋼；

3、構件坯料與成品質量比為11.06：1，即絕大部分材料均被去除，這必然會產生大量機加應力。

該構件的加工難點主要有以下兩處：

1、構件長、薄，則結構剛度不足；材料硬度高、去除量大，則易產生大量的切削應力；這兩方面因素疊加，容易導致機械加工后構件在厚度方向發生翹曲變形；

2、材料硬度高、去除量大，容易導致刀具易磨損、加工時間長。

該構件的現有加工流程如圖4所示，其存在如下不足：

1、構件的材料去除率達到90.95%，材料留存率僅為9.05%，大部分材料從構件的厚度方向（130mm方向）去除。通過機械加工去除大量材料必然會產生大量的機加熱量，從而導致產生大量的機加應力，大量機加應力在工件內再分布及平衡必然會導致工件變形。弱剛性工字構件在機加后必然在厚度方向產生變形，主要表現為厚度方向翹曲、扭曲等。

2、構件的材料為高強鍛件（30CrMnSiA、鍛件Ⅰ-QJ500A-1998），材料去除率達到90.95%，這樣勢必導致加工時間長；此外，由于機加量大，材料硬度高，必然導致刀具磨損嚴重，為更換磨損刀具，消除磨損刀具加工的不良表面，需要換刀、對刀、重新加工等，這進一步延長了加工時間。在以上因素的綜合作用下，使得加工效率比較低。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：采取構件剛度梯次漸變穩態加工、切削應力最小化控制的復合加工措施，實現對弱剛性工字構件進行防變形、高效加工的目的。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種弱剛性工字構件的加工方法，其特征在于包括以下步驟：

裝夾步驟，使用雙虎鉗裝夾；

加工步驟，對弱剛性工字構件采用從兩端向中心加工的加工順序，并采用高速銑的加工方式，另外，在加工工字結構中凹槽時，先高速銑削出兩個工藝槽，所述工藝槽即為工字結構中凹槽的兩端部分。

進一步的，一種弱剛性工字構件的加工方法，具體包括以下步驟：

第一步，半精銑高度方向上下表面

1）平口虎鉗裝夾構件厚度方向；

2）半精銑高度方向上表面