[發(fā)明專利]一種弱剛性零件加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010551714.7
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111906356B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉翔宇;駱金威;陳清良;馮若琪;潘雨;何鵬;舒陽;周裕力;劉元吉;李櫟森
• 申請（專利權(quán)）人: 成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 劉軍

本發(fā)明公開了一種弱剛性零件加工方法，包括以下步驟：a、通過工裝壓板將零件固定在機(jī)床工作臺上；b、設(shè)置有限元模型設(shè)置邊界，對有限元模型劃分網(wǎng)格;c、網(wǎng)格劃分根據(jù)限元模型的固有頻率形成四階振型;d、根據(jù)四階振型判斷零件上部緣條處剛度弱的位置;e、將銑刀對零件上部緣條處剛度弱的一個切削位置設(shè)定一個定位點(diǎn);f、通過簡諧周期函數(shù)對x、y、z三個坐標(biāo)軸方向的實(shí)際切削力進(jìn)行擬合；g、通過圓頻率計(jì)算切削頻率;h、定義采樣點(diǎn)；i、計(jì)算機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。解決了弱剛性零件在工藝方案設(shè)計(jì)階段，缺乏快速、有效、低成本的方法來控制加工振動，提高加工效率的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種弱剛性零件加工方法。

背景技術(shù)

目前，在航天工業(yè)中，由于厚度薄、剛性弱的機(jī)加零件在生產(chǎn)加工中容易發(fā)生加工振動，影響產(chǎn)品質(zhì)量，針對這個問題，國內(nèi)外已有了很多研究，當(dāng)前常見的思路是通過設(shè)計(jì)工裝夾具來提高零件加工剛性。

中國專利授權(quán)公告號：CN106624907B公開了一種用于大型復(fù)雜曲面類葉片銑削的柔性夾具及方法，它解決了復(fù)雜曲面薄壁件加工過程中的加工振動問題，可以減小大型葉片等薄壁結(jié)構(gòu)的加工變形，降低加工中的顫振，其技術(shù)方案為：包括設(shè)置于工作臺的下部夾持部，下部夾持部上方配合設(shè)置柔性夾持部，所述柔性夾持部兩端均與水平移動機(jī)構(gòu)連接，水平移動機(jī)構(gòu)端部與上下移動機(jī)構(gòu)連接；所述柔性夾持部包括與葉片側(cè)壁柔性貼合的彈性夾持體，彈性夾持體柔性夾持住葉片上部側(cè)壁，下部夾持部夾持住葉片底部。

上述專利通過設(shè)計(jì)專用夾具來增強(qiáng)零件加工時的剛性，達(dá)到減少加工變形、抑制振動的目的，但是專用夾具的設(shè)計(jì)成本高，制造周期長，難以普遍應(yīng)用于機(jī)械制造企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中。

中國專利授權(quán)公告號：CN208496390U公開了一種弱剛性零件加工支撐裝置，其特征在于，包括活動支撐塊、螺紋支撐軸、螺母和固定支撐塊；螺紋支撐軸頂端與活動支撐塊連接，活動支撐塊設(shè)有空腔，螺紋支撐軸頂端位于所述空腔內(nèi)；螺紋支撐軸下端為螺紋段，螺母安裝于螺紋支撐軸的螺紋段上，固定支撐塊設(shè)有螺紋孔，螺紋段下端通過所述螺紋孔與固定支撐塊連接。

上述專利通過調(diào)整活動支撐塊的高度能夠起到支撐作用并有效地增加零件的剛性，但是支撐裝置只能適用于特定結(jié)構(gòu)的零件，且對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大型零件，也難以判斷需加支撐的數(shù)量和位置。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種弱剛性零件加工方法，解決了弱剛性零件在工藝方案設(shè)計(jì)階段，缺乏快速、有效、低成本的方法來控制加工振動，提高加工效率的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種弱剛性零件加工方法，其特征在于：包括以下步驟：

a、將零件放置在機(jī)床工作臺上，通過工裝壓板將零件固定在機(jī)床工作臺上；

b、建立零件和工裝壓板在加工狀態(tài)時的有限元模型，設(shè)置有限元模型設(shè)置邊界，對有限元模型劃分網(wǎng)格；

c、網(wǎng)格劃分根據(jù)限元模型的固有頻率形成四階振型，四階振型包括一階模態(tài)、二階模態(tài)、三階模態(tài)和四階模態(tài)；

d、根據(jù)四階振型判斷零件上部緣條處剛度弱的位置；

e、將銑刀對零件上部緣條處剛度弱的一個切削位置設(shè)定一個定位點(diǎn)，零件加工時的震動形式為單點(diǎn)激勵力引起的受迫震動，將受迫震動的切削力耦合到定位點(diǎn)上，分解為沿x、y、z三個坐標(biāo)軸方向的分力，三個分力分別為：Fx、F y、Fz；

f、通過簡諧周期函數(shù)對x、y、z三個坐標(biāo)軸方向的實(shí)際切削力進(jìn)行擬合，公式如下：

F_i(t)＝A_isin(wt+φ)