[發明專利]大型鋁合金裙體內型腔數控加工方法

有效

• 申請號: 201911305933.0
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111001861B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 謝勇智;馬延楓;周皇;劉琦;李俊峰;劉雪雨;金小軍;李文平;陳浩;張斌;康凱;張長春;賈王斌;宋鑫;全意;曲中興;高四良;高煒;羅麗萍
• 申請（專利權）人: 西安航天動力機械有限公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 云燕春

一種大型鋁合金裙體內型腔數控加工方法，屬于機械加工領域；加工方法的步驟為粗加工→定位和安裝→刻線→采用等高分層的方式進行分區域粗銑加工→重新定位和安裝→采用分區域跟隨周邊的方式進行精銑加工→車加工；本發明采用端銑刀對裙體內型腔分區域、分層粗銑加工，有效解決球頭銑刀粗銑時切削力大、零件振動大、進給速度低的問題，使裙體內型腔銑加工效率提高30％以上。

技術領域

本發明屬于機械加工領域，具體涉及一種大型鋁合金裙體內型腔數控加工方法。

背景技術

裙體是固體火箭發動機殼體的重要組成零件之一，起著連接固體火箭發動機各級發動機或其它艙段的作用，裙體設計為薄壁環形回轉體，為減輕裙體的重量，材料一般采用鋁合金，裙體連接法蘭處的內表面，在非螺栓連接部位軸向厚度進行了減薄，在裙體內表面形成了凹凸形的型腔。

目前，裙體內表面型腔的加工采用數控機床切削加工的方法成型，粗銑、精銑選用的加工刀具均是球頭銑刀，四軸聯動方式沿圓周方向進給完成粗、精加工，由于球頭銑刀端部容屑槽較淺、刀刃前角較小，粗加工切削余量較大時，致使球頭銑刀切削力較大，裙體本身為薄壁件，剛性差，受較大切削力時易產生振動，造成刀具崩刃，采用該方法加工時，進給速度低，加工效率低。

發明內容

要解決的技術問題：

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種大型鋁合金裙體內型腔數控加工方法，采用端銑刀對裙體內型腔分區域、分層粗銑加工，解決了鋁合金裙體內型腔銑加工時的振動大、易打刀、進給率低等問題，使鋁合金裙體內型腔加工效率大幅提高。

本發明的技術方案是：一種大型鋁合金裙體內型腔數控加工方法，其特征在于具體加工方法的步驟如下：

步驟一：將待加工裙體件的毛坯件進行粗加工，所述待加工裙體毛坯件為環形回轉體結構；在待加工裙體件的內、外周面留出加工余量，并在待加工裙體件的一端的端口外周面留出工藝臺階；

步驟二：所述裙體件在鏜銑床工作臺面上的定位和安裝：

首先，將步驟一粗加工后的裙體件放置于鏜銑床工作臺面上，使其軸向垂直于鏜銑床工作臺面，且裙體件設置有工藝臺階的一端端面與鏜銑床工作臺面貼合；

然后，將鏜銑床主軸上安裝的刀的軸向調整為水平方向，再將裙體件中心軸調整至與鏜銑床回轉中心重合；

最后，沿裙體件的工藝臺階周向布置多個壓板，用于將裙體件壓緊固定于鏜銑床工作臺上；

步驟三：在鏜銑床主軸上安裝頂尖或刻線刀，操作鏜銑床通過所述頂尖或刻線刀在裙體件外周面上刻線，刻線從裙體件的上端面外緣處起始，沿豎直方向向下設置，作為精加工時鏜銑床工作臺面回轉軸的找正線；

步驟四：將鏜銑床主軸上安裝的頂尖或刻線刀拆下，安裝端銑刀；采用等高分層的方式對裙體件內型腔進行分區域粗銑加工；加工時端銑刀軸向采用固定軸輪廓的加工形式；在裙體件內周面上端靠近外緣處沿周向加工出若干立方體凸塊；且粗銑加工每個加工區域時，均留加工余量；

步驟五：完成步驟4粗銑加工后，將壓緊裙體件的壓板全部松開，釋放工件由于粗銑加工后應力平衡破壞而產生的變形；

步驟六：重復步驟二的步驟，重新對粗銑加工后的裙體件進行找正、裝夾，在鏜銑床主軸上安裝頂尖，正向或反向旋轉鏜銑床回轉工作臺至裙體件外圓上的刻線與頂尖對正為止，頂尖與刻線偏差應小于0.3mm；

步驟七：再將鏜銑床主軸上安裝的頂尖拆下，安裝球頭銑刀，采用分區域跟隨周邊的方式對裙體件內型腔進行精銑加工，加工時刀的軸向采用固定軸輪廓加工形式；

步驟八：將步驟七中精銑加工后的裙體件周向設置的壓板全部松開，卸下裙體件，對裙體件內表面、外表面、工藝臺階進行車加工，將余量和工藝臺階車掉，完成零件的加工。