一种环型件异型圆弧外型面数控铣削方法技术

一种环型件异型圆弧外型面数控铣削方法，在加工该产品时结合机床加工能力及加工性能，将加工区域划分成若干个环带，根据不同环带的结构特性选择不同的加工刀具，使得刀具的铣削轨迹更加简单合理，空走刀、抬刀明显减少，刀具一次进退刀能够完成一个环带的加工，刀具切削过程更加平稳，零件表面加工光洁度达到Ra6.3。本发明专利技术通过合理安排工艺过程、划分切削区域，充分利用了四轴镗铣床联动的优势，保证了产品铣削部分的尺寸精度，提高生产效率50％。

【技术实现步骤摘要】
一种环型件异型圆弧外型面数控铣削方法
本专利技术涉及机械加工领域，具体是一种用于直径为Φ2000mm的环型件异型圆弧外型面数控铣削加工方法。
技术介绍
该零件是某固体火箭发动机壳体最重要的零部件之一，在产品最终产品使用时，起着承载、连接的作用，工件的加工质量直接影响着产品的最终性能。且该零件外型面突出部分结构为最终装配接口尺寸，形位公差及尺寸公差要求高。该零件属于薄壁环形构件，工件主要由两部分构成：薄壁筒段部分、加强环筋部分，外型突出部分，薄壁筒段部分及加强环筋部分可以视为简单的二维图形回转实体，外型突出部分可视为圆弧段的突起。对于该类零件来说，车削加工的工艺方法，能够去除大量的材料，但是外型中部除了圆弧面必须通过铣削的方式才能成型，该零件属于大直径零件只能立装在数控镗铣床上加工外型面圆弧部分，铣削的加工效率较低而且加工表面很难满足设计指标要求，因此该零件上下环形加强筋之间的圆弧部分A、B,圆角面C、D,以及ABCD面与凸出部分的相交圆弧面的数控镗铣加工是该产品的加工难点。目前该类产品的加工通用方法是将A、B、C、D面在圆周方向分成18个面，然后逐个编程加工，走刀过程抬刀、进刀无数次、编程复杂，刀具轨迹凌乱，加工效率极低。该工件结构的特殊性、曲面的复杂性以及较高的精度要求决定了其数控程序的设计难度。数控程序的设计必须吻合产品的装夹状态和工艺过程。另外、如何选择合理的加工刀具、切削模式、加工参数，是确保高质、高效完成加工的关键。
技术实现思路
为克服利用现有技术在加工一种大直径薄壁环型件异型圆弧外型面中存在的装夹困难、加工过程复杂的不足，本专利技术提出了一种大直径薄壁环型件异型圆弧外型面数控铣削加工方法。本专利技术的具体过程是：步骤1，安装坯件。步骤2，确定工艺路线。通过所确定的工艺路线依次铣加工成型上圆弧环带的表面、下圆弧环带的表面、上圆角环带的表面和下圆角环带的表面。在确定工艺路线时，将环型件的加工面划分为上圆弧环带、下圆弧环带、上圆角环带和下圆角环带。所述上圆角环带为加强筋的下表面与上圆弧环带直径的一圈过度圆角。上圆弧环带的半径比坯件薄壁筒段的半径大1mm。下圆角环带为加强筋的下表面与下圆弧环带直径的一圈过度圆角；下圆弧坏带的半径比坯件薄壁筒段的半径大1mm。上圆弧环带的表面与上圆角环带的表面相切处形成上相交线；下圆弧环带的表面与下圆角环带的表面相切处形成下相交线；上圆弧环带的表面与上加厚弧块通过圆弧相切，切点为第一上切入点；下圆弧环带的表面与上加厚弧块通过圆弧相切，切点为第二上切入点；下圆角环带的表面与下加厚弧块通过圆弧相切，切点为第三上切入点；下圆弧环带的表面与下加厚弧块通过圆弧相切，切点为第四上切入点。步骤3，确定工艺参数。所确定的工艺参数是：在使用Φ50mm方肩铣刀铣加工上圆弧环带和下圆弧环带时，铣床主轴的转速为400rmp/min，铣削的进给量为110mm/min，切削深度3mm。在用直径60mm玉米球头铣刀铣加工上圆角环带和下圆角环带时，铣床主轴的转速为120rmp/min，铣削的进给量为30mm/min，切削深度31.5mm。步骤4，铣削加工上圆弧环带的表面。选择直径为50mm的方肩铣刀，刀具从第一上切入点下方60mm处进刀，此处为加工零点，吃刀深度为3mm，沿着X方向移动30mm，到达第一起削点。机床绕着机床工作台做逆时针转动，使安装在机床工作台上的工件与刀具之间产生相对转动，同时刀具400rmp/min自转；机床工作台的转动速度为每分钟6度。刀具开始切削零件。当工件转动至使该工件的第二上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具移动至第一上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第一次铣削。刀具向X坐标的正方向移动至第一上切入点处上方60mm处，到达第二起削点。调整刀具的吃刀深度为3mm。启动机床，重复所述第一次铣削过程，开始第二次铣削。当工件转动至使该工件的第二上切入点与刀具时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第一上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第二次铣削。循环重复所述刀具移动和铣削过程，直至直径为50mm的方肩铣刀边沿完全与上相交线处贴合，加工结束。当方肩铣刀边沿完全与上相交线处贴合，完成最后一次铣削后，刀具返回加工零点，完成对上圆弧环带的表面的铣削加工。步骤5，铣削加工上圆角环带。保持上述装夹状态不变，换直径60mm玉米球头铣刀，刀具底面贴着坯件薄壁筒段的表面从第一上切入点下方60mm处沿着X正方向进刀，刀具转速为120r/min，铣削的进给量为60mm/min，刀具不断移动直至刀具边沿与上加强筋下平面1贴合。机床台面开始逆时针转动，刀具绕着零件铣削，铣削的进给量为30mm/min，当工件转动至使该工件的第二上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第一上切入点下方60mm处，刀具完全退出回到加工零点，至此完成上圆角环带的加工。步骤6，将零件掉头装夹。步骤7，铣削加工下圆弧环带。选择直径为50mm的方肩铣刀，刀具从第四上切入点下方60mm处进刀，此处为加工零点，吃刀深度为3mm，沿着X方向移动30mm，到达第一起削点。机床绕着机床工作台做逆时针转动，使安装在机床工作台上的工件与刀具之间产生相对转动，同时刀具400rmp/min自转；机床工作台的转动速度为每分钟6度。刀具开始切削零件。当工件转动至使该工件的第三上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第三上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具移动至第三上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第一次铣削。刀具向X坐标的正方向移动至第四上切入点处上方60mm处，到达第二起削点。调整刀具的吃刀深度为3mm。启动机床，重复所述第一次铣削过程，开始第二次铣削。当工件转动至使该工件的第三上切入点与刀具时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第四上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第二次铣削。循环重复所述刀具移动和铣削过程，直至直径为50mm的方肩铣刀边沿完全与处贴合，加工结束。每个循环中，刀具的移动方向均为X方向，移动步长均为30毫米。当方肩铣刀边沿完全与第二上切入点处贴合，完成最后一次铣削后，刀具返回加工零点，完成对下圆弧环带的表面的铣削加工。步骤8，铣削加工下圆角环带。保持上述装夹状态不变，换直径60mm玉米球头铣刀，刀具底面贴着坯件薄壁筒段的表面从第一上切入点下方60mm处沿着X正方向进刀，刀具转速120r/min，铣削的进给量为60mm/min，刀具不断移动直至刀具边沿与下加强筋上平面贴合。机床台面开始逆时针转动，刀具绕着零件铣削，铣削的进给量为30mm/min，当工件转动至使该工件的第三上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第三上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第四上切入点下方60mm处，刀具完全退出回到加工零点，至此完成下圆角环带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环型件异型圆弧外型面数控铣削方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，安装坯件；步骤2，确定工艺路线：通过所确定的工艺路线依次铣加工成型上圆弧环带的表面、下圆弧环带的表面、上圆角环带的表面和下圆角环带的表面；步骤3，确定工艺参数；步骤4，铣削加工上圆弧环带的表面：选择直径为50mm的方肩铣刀，刀具从第一上切入点下方60mm处进刀，此处为加工零点，吃刀深度为3mm，沿着X方向移动30mm，到达第一起削点；机床绕着机床工作台做逆时针转动，使安装在机床工作台上的工件与刀具之间产生相对转动，同时刀具自转；机床工作台的转动速度为每分钟6度；刀具开始切削零件；当工件转动至使该工件的第二上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具移动至第一上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第一次铣削；刀具向X坐标的正方向移动至第一上切入点处上方60mm处，到达第二起削点；调整刀具的吃刀深度为3mm；启动机床，重复所述第一次铣削过程，开始第二次铣削；当工件转动至使该工件的第二上切入点与刀具时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第一上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第二次铣削；循环重复所述刀具移动和铣削过程，直至直径为50mm的方肩铣刀边沿完全与上相交线处贴合，加工结束；当方肩铣刀边沿完全与上相交线处贴合，完成最后一次铣削后，刀具返回加工零点，完成对上圆弧环带的表面的铣削加工；步骤5，铣削加工上圆角环带：保持上述装夹状态不变，换直径60mm玉米球头铣刀，刀具底面贴着坯件薄壁筒段的表面从第一上切入点下方60mm处沿着X正方向进刀，刀具转速为120r/min，铣削的进给量为60mm/min，刀具不断移动直至刀具边沿与上加强筋下平面1贴合；机床台面开始逆时针转动，刀具绕着零件铣削，铣削的进给量为30mm/min，当工件转动至使该工件的第二上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第一上切入点下方60mm处，刀具完全退出回到加工零点，至此完成上圆角环带的加工；步骤6，零件掉头装夹；步骤7，铣削加工下圆弧环带：选择直径为50mm的方肩铣刀，刀具从第四上切入点下方60mm处进刀，此处为加工零点，吃刀深度为3mm，沿着X方向移动30mm，到达第一起削点；机床绕着机床工作台做逆时针转动，使安装在机床工作台上的工件与刀具之间产生相对转动，同时刀具自转；机床工作台的转动速度为每分钟6度；刀具开始切削零件；当工件转动至使该工件的第三上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第三上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具移动至第三上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第一次铣削；刀具向X坐标的正方向移动至第四上切入点处上方60mm处，到达第二起削点。调整刀具的吃刀深度为3mm；启动机床，重复所述第一次铣削过程，开始第二次铣削。当工件转动至使该工件的第三上切入点与刀具时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第四上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第二次铣削；循环重复所述刀具移动和铣削过程，直至直径为50mm的方肩铣刀边沿完全与处贴合，加工结束；当方肩铣刀边沿完全与第二上切入点处贴合，完成最后一次铣削后，刀具返回加工零点，完成对下圆弧环带的表面的铣削加工；步骤8，铣削加工下圆角环带：保持上述装夹状态不变，换直径60mm玉米球头铣刀，刀具底面贴着坯件薄壁筒段的表面从第一上切入点下方60mm处沿着X正方向进刀，刀具转速120r/min，铣削的进给量为60mm/min，刀具不断移动直至刀具边沿与下加强筋上平面贴合；机床台面开始逆时针转动，刀具绕着零件铣削，铣削的进给量为30mm/min，当工件转动至使该工件的第三上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第三上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第四上切入点下方60mm处，刀具完全退出回到加工零点，至此完成下圆角环带的加工；至此，完成零件异型圆弧外型面的全部加工。...

【技术特征摘要】
1.一种环型件异型圆弧外型面数控铣削方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，安装坯件；步骤2，确定工艺路线：通过所确定的工艺路线依次铣加工成型上圆弧环带的表面、下圆弧环带的表面、上圆角环带的表面和下圆角环带的表面；步骤3，确定工艺参数；步骤4，铣削加工上圆弧环带的表面：选择直径为50mm的方肩铣刀，刀具从第一上切入点下方60mm处进刀，此处为加工零点，吃刀深度为3mm，沿着X方向移动30mm，到达第一起削点；机床绕着机床工作台做逆时针转动，使安装在机床工作台上的工件与刀具之间产生相对转动，同时刀具自转；机床工作台的转动速度为每分钟6度；刀具开始切削零件；当工件转动至使该工件的第二上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具移动至第一上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第一次铣削；刀具向X坐标的正方向移动至第一上切入点处上方60mm处，到达第二起削点；调整刀具的吃刀深度为3mm；启动机床，重复所述第一次铣削过程，开始第二次铣削；当工件转动至使该工件的第二上切入点与刀具时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第一上切入点下方60mm处，回到加工零点，完成第二次铣削；循环重复所述刀具移动和铣削过程，直至直径为50mm的方肩铣刀边沿完全与上相交线处贴合，加工结束；当方肩铣刀边沿完全与上相交线处贴合，完成最后一次铣削后，刀具返回加工零点，完成对上圆弧环带的表面的铣削加工；步骤5，铣削加工上圆角环带：保持上述装夹状态不变，换直径60mm玉米球头铣刀，刀具底面贴着坯件薄壁筒段的表面从第一上切入点下方60mm处沿着X正方向进刀，刀具转速为120r/min，铣削的进给量为60mm/min，刀具不断移动直至刀具边沿与上加强筋下平面1贴合；机床台面开始逆时针转动，刀具绕着零件铣削，铣削的进给量为30mm/min，当工件转动至使该工件的第二上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第二上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具旋转至第一上切入点下方60mm处，刀具完全退出回到加工零点，至此完成上圆角环带的加工；步骤6，零件掉头装夹；步骤7，铣削加工下圆弧环带：选择直径为50mm的方肩铣刀，刀具从第四上切入点下方60mm处进刀，此处为加工零点，吃刀深度为3mm，沿着X方向移动30mm，到达第一起削点；机床绕着机床工作台做逆时针转动，使安装在机床工作台上的工件与刀具之间产生相对转动，同时刀具自转；机床工作台的转动速度为每分钟6度；刀具开始切削零件；当工件转动至使该工件的第三上切入点与刀具的边沿重合时，机床停止转动，刀具向X坐标的负方向移动至第三上切入点下方60mm处，机床开始逆时针转动，当刀具移动至第三上切入点下方60mm处，回到...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫飞宇，马延枫，王开全，刘强，王通朝，吴志江，王峰涛，褚彦青，赵润辉，孟继东，陈远东，刘琦，韩宝成，仝宝强，刘璐，
申请(专利权)人：西安航天动力机械有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61