[发明专利]大尺度弱刚度悬梁结构件及其超精密加工方法和装夹装置

说明书

大尺度弱刚度悬梁结构件及其超精密加工方法和装夹装置，属于精密机械加工技术领域，包括如下步骤分析零件加工工艺，制作安装夹具，加工内腔定位结构的夹具，悬梁与夹具接触面并不直接接触，而是留有2mm容腔缝隙，便于填充柔性材料，备料，粗加工内腔结构后时效，半精加工内腔，在检测误差变形补偿并将零件内腔精加工成形，工件内腔定位装夹，柔性材料填充减振腔体，粗加工外轮廓结构，在检测误差变形补偿并精加工外轮廓结构，加工玻璃安装槽。本发明将高精度定位装夹与柔性材料辅助支撑有效结合，充分地发挥铣刀切削作用，大大的降低了切削力及切削温度，减小了颤刀及让刀现象，提高零件加工精度，提高合格率，同时降低零件成本。

技术领域

本发明属于精密机械加工技术领域，特别是涉及到一种大尺度弱刚度悬梁结构件及其超精密加工方法和装夹装置。

背景技术

随着航空航天、国防工业、微电子工业、宇宙开发、海洋技术、汽车制造等高科技领域的飞速发展，对于零件的要求结构越来越复杂、尤其是对零件本身具有的高强度、高硬度等特性，在这基础上还不能增加零件本身重量，这样就需要做一些悬梁或薄壁结构。传统加工方法来加工这些高硬质合金材料存在很多不足，在加工时产生的切削力，切削振动、切削温度非常大，零件很容易发生变形，对刀具的磨损和使用寿命有很大影响，我们就需要打破常规的定位装夹和加工理念来实现弱刚度悬梁结构件加工。因此，寻找一套有效的加工方法和装置迫在眉睫。

定位基准与弱刚度结构处柔性材料的辅助支撑是解决加工高硬质合金材料的弱刚度结构件的有效手段之一。高精度的定位基准可解决零件本身的加工精度，使其零件理论工件坐标系与实际加工坐标系的误差大大降低，单一靠高精度的定位基准装夹来加工弱刚度零件解决不了加工时所产生的让刀现象和刀具与弱刚度零件的共振现象，而单一的靠柔性材料的辅助支撑并不能解决定位精度问题，因此，现有技术亟需一种新的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大尺度弱刚度悬梁结构件及其超精密加工方法和装夹装置，将高精度定位装夹与柔性材料辅助支撑有效结合，充分地发挥铣刀切削作用，大大的降低了切削力及切削温度，减小了颤刀及让刀现象，提高零件加工精度，提高合格率，同时降低零件成本。

大尺度弱刚度悬梁结构件装夹装置，大尺度弱刚度悬梁结构件包括前梁、后梁、底座、前光窗玻璃槽、后光窗玻璃槽以及上光窗玻璃槽，所述底座的外轮廓为等腰三角形，底座的等腰三角形两条等边内侧设置有前光窗玻璃槽，剩余一条边的内侧设置有后光窗玻璃槽；所述前梁的一端设置在底座等腰三角形的两等边相交的顶点上，所述后梁设置为两个，两个后梁的一端分别设置在底座的剩余两个顶点上；所述上光窗玻璃槽为等腰三角形，三角形的三个顶点分别与前梁以及两个后梁的另一端连接，其特征是：包括底面定位基准面、顶面定位基准面以及柔性熔融材料灌注流道腔，所述底面定位基准面的形状与底座的形状一致，底面定位基准面与底座内腔的尺寸比为0.8:1；所述顶面定位基准面的形状与上光窗玻璃槽一致，顶面定位基准面与上光窗玻璃槽的尺寸比为0.8:1，所述柔性熔融材料灌注流道腔设置在顶面定位基准面上。

所述装夹装置还包括顶面固定压板和底面固定压块。

大尺度弱刚度悬梁结构件的超精密加工方法，其特征是：制备所述的大尺度弱刚度悬梁结构件，应用所述的大尺度弱刚度悬梁结构件装夹装置，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、根据待加工零件的结构及尺寸分析确定零件加工工艺并制作装夹夹具，准备加工材料；

步骤二、根据所述步骤一确定的加工工艺确定切削用量及刀具；

步骤三、粗加工内腔轮廓，采用D8mm硬质合金立体铣刀，刀具主轴转速为4000r/min～5000r/min，进给量为小于2500mm/min，切削深度为小于100μm，单边留有0.5mm～1mm的半精加工余量；