[发明专利]大型铝合金裙体内型腔数控加工方法

说明书

一种大型铝合金裙体内型腔数控加工方法，属于机械加工领域；加工方法的步骤为粗加工→定位和安装→刻线→采用等高分层的方式进行分区域粗铣加工→重新定位和安装→采用分区域跟随周边的方式进行精铣加工→车加工；本发明采用端铣刀对裙体内型腔分区域、分层粗铣加工，有效解决球头铣刀粗铣时切削力大、零件振动大、进给速度低的问题，使裙体内型腔铣加工效率提高30％以上。

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种大型铝合金裙体内型腔数控加工方法。

背景技术

裙体是固体火箭发动机壳体的重要组成零件之一，起着连接固体火箭发动机各级发动机或其它舱段的作用，裙体设计为薄壁环形回转体，为减轻裙体的重量，材料一般采用铝合金，裙体连接法兰处的内表面，在非螺栓连接部位轴向厚度进行了减薄，在裙体内表面形成了凹凸形的型腔。

目前，裙体内表面型腔的加工采用数控机床切削加工的方法成型，粗铣、精铣选用的加工刀具均是球头铣刀，四轴联动方式沿圆周方向进给完成粗、精加工，由于球头铣刀端部容屑槽较浅、刀刃前角较小，粗加工切削余量较大时，致使球头铣刀切削力较大，裙体本身为薄壁件，刚性差，受较大切削力时易产生振动，造成刀具崩刃，采用该方法加工时，进给速度低，加工效率低。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种大型铝合金裙体内型腔数控加工方法，采用端铣刀对裙体内型腔分区域、分层粗铣加工，解决了铝合金裙体内型腔铣加工时的振动大、易打刀、进给率低等问题，使铝合金裙体内型腔加工效率大幅提高。

本发明的技术方案是：一种大型铝合金裙体内型腔数控加工方法，其特征在于具体加工方法的步骤如下：

步骤一：将待加工裙体件的毛坯件进行粗加工，所述待加工裙体毛坯件为环形回转体结构；在待加工裙体件的内、外周面留出加工余量，并在待加工裙体件的一端的端口外周面留出工艺台阶；

步骤二：所述裙体件在镗铣床工作台面上的定位和安装：

首先，将步骤一粗加工后的裙体件放置于镗铣床工作台面上，使其轴向垂直于镗铣床工作台面，且裙体件设置有工艺台阶的一端端面与镗铣床工作台面贴合；

然后，将镗铣床主轴上安装的刀的轴向调整为水平方向，再将裙体件中心轴调整至与镗铣床回转中心重合；

最后，沿裙体件的工艺台阶周向布置多个压板，用于将裙体件压紧固定于镗铣床工作台上；

步骤三：在镗铣床主轴上安装顶尖或刻线刀，操作镗铣床通过所述顶尖或刻线刀在裙体件外周面上刻线，刻线从裙体件的上端面外缘处起始，沿竖直方向向下设置，作为精加工时镗铣床工作台面回转轴的找正线；

步骤四：将镗铣床主轴上安装的顶尖或刻线刀拆下，安装端铣刀；采用等高分层的方式对裙体件内型腔进行分区域粗铣加工；加工时端铣刀轴向采用固定轴轮廓的加工形式；在裙体件内周面上端靠近外缘处沿周向加工出若干立方体凸块；且粗铣加工每个加工区域时，均留加工余量；

步骤五：完成步骤4粗铣加工后，将压紧裙体件的压板全部松开，释放工件由于粗铣加工后应力平衡破坏而产生的变形；

步骤六：重复步骤二的步骤，重新对粗铣加工后的裙体件进行找正、装夹，在镗铣床主轴上安装顶尖，正向或反向旋转镗铣床回转工作台至裙体件外圆上的刻线与顶尖对正为止，顶尖与刻线偏差应小于0.3mm；

步骤七：再将镗铣床主轴上安装的顶尖拆下，安装球头铣刀，采用分区域跟随周边的方式对裙体件内型腔进行精铣加工，加工时刀的轴向采用固定轴轮廓加工形式；

步骤八：将步骤七中精铣加工后的裙体件周向设置的压板全部松开，卸下裙体件，对裙体件内表面、外表面、工艺台阶进行车加工，将余量和工艺台阶车掉，完成零件的加工。