[發明專利]一種鈦合金細長緣條零件的數控銑削變形控制方法

在審

• 申請號: 202211418346.4
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115890144A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 張鵬;尹佳;段曉蕊;馬梁棟
• 申請（專利權）人: 中航西安飛機工業集團股份有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

一種鈦合金細長緣條零件的數控銑削變形控制方法，該零件由細長的緣板和腹板構成截面為L形結構，在零件內側緣板和腹板之間有橫向筋，腹板為平面結構，零件由長方形毛坯加工而成，加工工藝過程包含工藝策劃、粗加工階段、熱處理階段、半精加工階段、精加工階段，采用左右零件對稱并列式排布設計在一塊毛料上，在左右零件之間設有一細長“工”字型工藝連接筋，在工藝連接筋的豎向筋上橫向加工多個應力槽，在工藝連接筋豎向筋的中部位置上制取檢測孔，精加工完成后，再分段銑削零件周圍的工藝連接筋，最后工藝連接筋由鉗工切斷去除。

技術領域

本發明涉及數控加工技術領域，特別是針對鈦合金細長緣條類零件數控銑削變形控制方法。

背景技術

在飛機各類主要結構件中，鈦合金細長緣條零件是一類廣泛應用各類飛機關鍵對接部位的典型結構。這類零件呈細長結構，長寬比一般達40:1以上，抗彎曲變形能力弱；一面為平面結構，另外一面內側緣板和腹板之間有橫向筋結構。在這類零件的數控加工過程中，單面完成零件的材料去除后，經常是由于毛料內部的殘余內應力大，在零件粗加工后，內應力大量釋放，會產生大的變形量；同時在熱處理后還會引起二次應力釋放變形，產生的變形量往往超出了允許的加工余量范圍，造成超差或報廢，質量風險巨大。

在飛機產品的生產加工中，傳統的工藝制造流程中采用單件加工，需要安排多次去除余量工序，多次釋放變形量，反復校形、嘗試。為此，產生的質量風險巨大、無法連續加工、反復裝夾、人為干預較大、占機時間長，生產制造周期大大拉長。

發明內容

本發明公開了一種鈦合金細長緣條的數控銑削變形控制方法，通過該方法能夠解決具有鈦合金細長緣條結構的飛機零件在數控加工時出現的變形和熱處理變形等問題，提升加工的連續性、減少人為干預、提升加工效率，保證鈦合金細長緣條結構的穩定性加工。

一種鈦合金細長緣條零件的數控銑削變形控制方法，該零件由細長的緣板和腹板構成截面為L形結構，在零件內側緣板和腹板之間有橫向筋，腹板為平面結構，零件由長方形毛坯加工而成，加工工藝過程包含工藝策劃、粗加工階段、熱處理階段、半精加工階段、精加工階段，其特征在于包含以下內容：1)工藝策劃：采用左右零件對稱并列式排布設計在一塊毛料上，在左右零件之間設有一細長“工”字型工藝連接筋，“工”字型的上下橫向筋分別位于左右零件的兩端，“工”字型的中間豎向筋位于左右零件之間，工藝連接筋長度大于零件本體長度，工藝連接筋為等高結構，工藝連接筋與零件外形之間存在工藝余量；2)粗加工階段：粗加工分為兩面加工，采用兩面不等余量加工，首先在毛料的下表面粗加工出腹板外表面，并留有精加工余量；再在毛料的上表面粗加工緣板和腹板內表面，在緣板頂部、緣板兩側和腹板內表面都均勻留有第一精加工余量；在加工腹板內表面時，在工藝連接筋的豎向筋上橫向加工多個應力槽；緣板頂部高度與工藝連接筋的豎向筋高度一致；在工藝連接筋豎向筋的中部位置上制取檢測孔，并獲取該檢測孔的理論孔位；3)粗加工完成后，進行退火熱處理，消減粗加工應力，熱處理前，將兩塊相同毛料背靠背連接在一起,且頭尾方向一致，進行退火熱處理，每個毛料分別包含兩個并列零件；4)半精加工階段：半精加工前，首先通過機床上的探頭檢測工藝連接筋上檢測孔的孔位，與檢測孔的理論孔位進行對比分析，分析出毛料的彎曲變形量和變形方向，彎曲變形量在6mm以內，翹曲變形量在0.5-1mm以內，即可正常后續加工；半精加工時，首先在毛料的下表面去除腹板外表面的精加工余量，精加工出腹板外表面，再在毛料的上表面對緣板頂部、緣板兩側和腹板內表面進行半精加工，在緣板頂部、緣板兩側和腹板內表面去除部分第一精加工余量，留有第二精加工余量；5)精加工階段，再通過機床上的探頭檢測工藝連接筋上檢測孔的孔位并與檢測孔的理論孔位進行對比分析，分析出彎曲變形量和變形方向，彎曲變形量在1mm以內，變形方向為毛胚的寬度方向，即可正常后續加工，精加工時，依次去除緣板頂部、緣板兩側、腹板內表面的第二精加工余量，并將腹板面與緣板內過渡面加工到位；精加工完成后，再分段銑削零件周圍的工藝連接筋，最后工藝連接筋由鉗工切斷去除。