[发明专利]一种弱刚性型面分区域铣削方法

说明书

本申请属于涉及数控加工领域，具体涉及一种弱刚性型面分区域铣削方法，包括如下步骤：设定零件型面铣削加工刀具及参数，包括少齿和多齿刀具两种方案，测量切削力，进行试验件设计及让刀变形有限元仿真，获得仿真变形量U与位置坐标值(x,y)的关系函数U(x,y)，依据试验件切削测试和加工要求确定区域划分的临界值U_s和U_d，进行零件有限元仿真，获得零件仿真变形量U_p与位置坐标值(x,y)的关系函数U_p(x,y)，比对U_p(x,y)与第四步中确定的临界值U_s和U_d的关系，进行区域划分并匹配参数，输出加工区域及参数等加工方案信息，编制程序进行加工，提升飞机结构件弱刚性型面铣削加工稳定性，避免加工变形偏差导致质量问题。

技术领域

本申请属于涉及数控加工领域，具体涉及一种弱刚性型面分区域铣削方法。

背景技术

由于飞机高速、高机动性等性能要求，飞机结构件结构复杂而且具有很多薄壁结构，弱刚性的薄腹板和缘条结构在加工过程中存在较大的让刀变形，引起加工尺寸偏差。为保证结构件装配后的形位精度，结构件薄壁型面结构形位和尺寸精度要求较高，但是由于薄壁结构受切削力作用产生让刀变形，加工发生偏差，而且如果零件结构加工过程受迫振动振幅很大，零件结构在铣削这种断续加工过程中振动剧烈，在加工表面容易产生表面振纹、凹坑等缺陷。

目前，在飞机结构件的数控加工过程中，为避免型面加工偏差，一般在零件未精加工前、刚性较好的情况下进行铣削，但是由于零件结构复杂，狭窄区域不能加工，并且该方式不适用于部分结构件装配后进行型面铣削的工况；另外可以使用专用工装对零件薄壁结构进行支撑，但是专用工装设计、制造成本高，适用范围窄，而且弱刚性型面铣削工艺参数及装夹方案制定时缺乏加工工况风险和偏差预估方法的指导，如果使用整体零件进行切削试验成本高周期长，不能满足产品研制要求，制约了飞机结构件铣削质量和效率的提升。

现有专利如申请号为CN201811288534.3，申请日为20181031，名称为《一种高效铣削弱刚度零件的加工控制方法》的发明专利，其具体方案为：步骤如下：根据切削加工系统动力学方程，计算获得刀具的模态传递函数；通过模态试验，依次获得工件各节点的模态传递函数；通过刀具的模态传递函数和工件各节点的模态传递函数，建立工件不同节点的切削加工传递函数，将切削加工传递函数经过拉普拉斯变换，并通过频域求解稳定区域的方法，获得工件不同节点下的切削加工中的稳定区域；根据稳定区域的切削参数，对工件进行高效稳定加工。上述专利虽然对于弱刚度零件的加工控制方法进行了改进，但是并不能解决飞机结构件弱刚性型面结构铣削加工变形产生偏差和质量风险高的问题。

发明内容

为克服现有技术中提到的上述问题，本发明提出一种弱刚性型面分区域铣削方法。

为实现上述目的，本申请的技术方案如下：

一种弱刚性型面分区域铣削方法，包括如下步骤：

第一步：型面铣削加工参数设定

面向加工零件的材料特性，综合考虑铣削表面质量、切削力和振动等因素，选用零件加工的铣削刀具和加工参数，在刚性条件较好的工况下型面铣削满足加工质量要求。

设计两种加工方案，分别为：