[發明專利]一種大型大錐度半罩薄壁鑄鋼殼體機械加工方法

在審

• 申請號: 201811477763.X
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109396511A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 駱金虎;王秀婷;李慧;程慧珍
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天紅陽機電有限公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發明屬于鑄鋼材料弱剛性結構件的銑削機械加工技術領域，公開了一種大型大錐度半罩薄壁鑄鋼殼體機械加工方法，包括以下步驟：殼體加工流程的設計；加工余量的分配；裝夾方法；銑削加工刀軌路徑設計；刀具及切削參數的選用。本發明提供的大型大錐度半罩薄壁鑄鋼殼體機械加工方法解決了加工過程中零件的剛性差裝夾困難，內外型面顫紋大、刀具易斷裂、加工效率低、產品質量不穩定，不能滿足使用要求的問題。

技術領域

本發明涉及鑄鋼材料弱剛性結構件的銑削機械加工技術領域，特別涉及一種大型大錐度半罩薄壁鑄鋼殼體機械加工方法。

背景技術

大型整體鑄鋼件材料因其強度高、鑄造易成型、成本低廉，逐漸被設計運用在航天飛行器的試驗中。“大型大錐度、薄壁、整體鑄鋼材料”是此類結構件的主要特點，目前主要采用模具鑄造，鑄造后通過機械加工流程完成產品制造。

“大型大錐度、薄壁、整體鑄鋼材料”的半罩形殼體具有以下特點：(1)零件結構本身剛性差，加工基準難以確定，裝夾困難；(2)零件材料去除量大，傳統加工方法采用球頭刀加工曲面，加工效率低下；(3)內型面網格加工中，拐角數量多，刀具換向頻繁，在網格周邊四處拐角處主軸受到較大沖擊，主軸振動幅度大，易造成啃刀；(4)材料去除集中在銑削加工中，銑削量較大，加工中存在熱應力和切削應力。

(1)鑄件尺寸不均勻，導致后續各型面加工余量不均勻，對于后續加工量及加工的基準的協調造成影響；

(2)材料去除都集中在銑削加工中，銑削量大大，加工中存在較大的熱應力和切削應力；

(3)零件本身的結構屬于大型薄壁弱剛性結構，裝夾方式的不當將導致零件后續加工變形量難以控制，難以滿足設計的裝配使用要求；

(4)內型面網格多，加工內型面時刀具拐角多，刀具換向頻繁，加工效率低。

發明內容

本發明提供一種大型大錐度半罩薄壁鑄鋼殼體機械加工方法，解決加工過程中零件的剛性差裝夾困難，內外型面顫紋大、刀具易斷裂、加工效率低、產品質量不穩定，不能滿足使用要求的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種大型大錐度半罩薄壁鑄鋼殼體機械加工方法，包括以下步驟：

殼體加工流程的設計：

對殼體毛坯進行三維掃描及檢測，將殼體的掃描模型和最終零件模型進行比對，確定各型面的加工余量；

粗加工內外形，內外形均留2mm余量；

人工時效，通過人工時效消除加工中的應力；

半精加工內外形，內外形均留1mm余量；

人工時效，通過人工時效消除加工中的應力；

精加工內外形，保證內外形及壁厚尺寸；

加工余量的分配：

粗加工材料去除量不小于75％，粗加工留余量為2mm；

半精加工留余量1mm；

裝夾方法：

加工外型面時，利用半罩對接面上的孔將半罩與四塊等高的墊板連接固定，再將墊板固定在工作臺上；

加工內型時，利用外型面定位，將外型面貼合工裝，并壓緊半罩對接面；

銑削加工刀軌路徑設計：

粗加工路徑設計：加工區域劃分：將零件型面分割成兩種特征,外型面定義為凸曲面，內型面定義為凹曲面；

加工順序：先對外型面進行加工，然后對內型面進行加工；

路徑設計方法：