[发明专利]飞机结构件闭角清根方法

权利要求书

1.一种飞机结构件闭角清根方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，选择单刃刀片铣刀作为加工工具，控制刀尖夹角α小于飞机结构件待加工闭角λ，使铣刀带有刀刃的一边与组成闭角的一个面平行；

其次，建立飞机结构件闭角清根加工局部坐标系，记侧壁与腹板的交点为C，C点绕刀轴旋转的虚拟中心点为O₁，定义O₁点为清根加工局部坐标系原点，刀具沿刀轴离开工件方向为Z轴正方向，记为Z₁；从O₁点到C点定义为X轴的正方向，记为X₁；Y轴的正方向用右手定律判断，记为Y₁；定义主轴旋转运动为W轴，顺时针旋转方向为W轴的正方向，记为W₁，当刀尖点P过X轴正方向时记W₁＝0度；

第三，设定刀具旋转360度时，进给方向即Y₁方向刀具进给的距离S；

第四，根据闭角角度值λ、刀具半径r及每转进给距离S，计算刀具虚拟中心点O₁任一时点在局部坐标系下的坐标值X₁、Y₁、Z₁：

X₁=0

Y₁=W₁·S/360

Z₁=r(1-cos(W₁))/tan(λ)

并据此得出刀尖的运动轨迹方程：

PX₁=rcos(W₁)

PY₁=rsin(W₁)+W₁·S/360

PZ₁=r(1-cos(W₁))/tan(λ)

式中PX₁为刀尖运动轨迹的X坐标值，PY₁为刀尖运动轨迹的Y坐标值,PZ₁为刀尖运动轨迹的Y坐标值，r为刀具半径，W₁为刀具的转角；

第五，通过坐标转换将上述刀具虚拟中心点O₁在局部坐标系下的坐标值X₁、Y₁、Z₁转换成全局加工坐标系下的坐标值X、Y、Z，并通过后置处理程序自动生成闭角清根数控加工程序；

第六，使用五轴数控铣床，根据所生成的闭角清根数控加工程序控制单刃铣刀旋转角度W₁与刀具在空间运动的规律，使单刃铣刀主刀刃清除闭角残留，完成闭角的清根。

2.根据权利要求1所述的飞机结构件闭角清根方法，其特征是所述的单刃铣刀的刀具半径r由清根工序前一把加工刀具半径R确定，其值为r≥R+1mm以保证腹板上的残留可以一次加工完成。

3.根据权利要求1所述的飞机结构件闭角清根方法，其特征是所述的单刃刀片铣刀尖夹角α小于闭角角度即侧壁与腹板的夹角值λ，单刃刀片铣刀刀刃长度要大于侧壁残留的长度。

4.根据权利要求1或3所述的飞机结构件闭角清根方法，其特征是所述的单刃刀片铣刀尖夹角α不大于闭角λ的90%。

5.根据权利要求1所述的飞机结构件闭角清根方法，其特征是所述的单刃刀片铣刀的进给量S由刀具半径r及闭角清根允许的最大加工残留h确定，即S≤2r2-(r-h)2.]]>

6.根据权利要求1所述的飞机结构件闭角清根方法，其特征是所述的单刃刀片铣刀的进给量S的取值范围为0.1-0.5mm。

7.根据权利要求1所述的飞机结构件闭角清根方法，其特征是所述的单刃刀片铣刀虚拟中心点O₁在局部坐标系下的坐标值的确定方法为：

首先求出刀尖点P到侧壁与腹板的交点C在X₁方向上的距离A的值，A=CP₁=r-r□cos(W₁)=r(1-cos(W₁))

其次，如果只进行旋转运动，刀轴不进行上下运动，刀尖点P将切削到P₁点，此时腹板将产生过切，如果把刀尖点P₁点沿Z₁方向移动到P点，刀尖点正好切在腹板上，因此Z₁=P₁P=CP₁/tan(λ)=r(1-cos(W₁))/tan(λ)；

第三，根据闭角侧壁形状和每转进给距离S来计算X₁和Y₁，飞机结构件闭角侧壁形状一般与Y₁轴平行，此时得出：

X₁=0

Y₁=W₁·S/360

Z₁=r(1-cos(W₁))/tan(λ)

上式中W₁为刀尖旋转的角度，通过W₁这个变量来求出刀具虚拟中心点在局部坐标系下的坐标值，此时刀尖点P的螺旋进给运动方程为：

PX₁=rcos(W₁)

PY₁=rsin(W₁)+W₁·S/360

PZ₁=r(1-cos(W₁))/tan(λ)。