[发明专利]一种半封闭多曲面内腔体的加工方法

说明书

本发明公开了一种半封闭多曲面内腔体的加工方法，包括依次进行的正面立轴粗铣→反面立轴粗铣→反面摆轴粗铣根部→正面摆轴粗铣根部→正面摆轴半精铣4处根部→正面摆轴半精铣曲面→反面摆轴半精铣4处根部→反面摆轴半精铣曲面→正面摆轴精铣4处根部→正面摆轴精铣曲面→反面摆轴精铣4处根部→反面摆轴精铣曲面。本发明将拐角处的切削深度进行了均匀化，同时选择与其匹配的切削速度及进给量，不会导致加工中的切削力的突然上升，避免了过切，本发明使用定轴(同一步骤中刀轴与毛坯端面夹角不变)加工方法完成所有加工过程，提高了零件加工效率。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别是半封闭多曲面内腔体结构的零件的数控加工方法。

背景技术

如图1所示，为待加工的零件，该零件为半封闭多曲面内腔体结构的零件，零件的壁厚为2.5，四个侧面依次连接并围合形成无顶面和底面的半封闭空间腔体，四个侧面的内侧壁之间的转接圆角半径为R4，作为侧壁的两个相对侧面为弯曲的型面。在航空发动机领域，半封闭多曲面内腔体是一种常见的零件结构，这类零件结构由于半封闭、机加时刀具可达性差，转接圆角(也称为根部)容易产生过切现象，加工效率低，加工合格率低。

为解决上述问题，申请人尝试过多种加工方案，例如，现有中国专利一种铝合金U型开放式精密内腔薄壁零件工艺方法(CN106001715A，2016-10-12)中公开了针对带有U型内腔的铝合金零件加工方法，但是，该专利中的加工方法只适用于侧壁为直面且底面封闭的情况(假设零件为六面体，则该专利中的零件由底面、两个垂直底面的直面侧面组成，无前面、后面和顶面)，而图1中的待加工零件没有底面和顶面，由前面、后面、左面和右面围拢而成，且两个侧壁(左面和右面)为弯曲的型面，这种结构特点导致无法从正面(对应前述的顶面)铣透零件；两个侧壁处形成转接圆角较小，使用同一把刀具加工后，转接圆角处余量远远大于侧面余量；弯曲的侧面型面在底部(对应前述底面)位置曲率变化趋于平缓，铣加工接刀痕较大。如果按照前述中国专利的加工方法，虽然能解决零件的变形问题，但是在粗铣、精铣加工时会导致侧壁转接圆角处过切，最终造成零件加工失败。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种半封闭多曲面内腔体的加工方法，避免零件的半封闭多曲面内腔体两侧壁转接圆角处产生过切现象，提高零件的加工合格率。

为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

一种半封闭多曲面内腔体的加工方法，待加工的半封闭多曲面内腔体无顶面和底面，由四个侧面依次连接围合而成，其中两个相对的侧面为弯曲的型面，四个侧面的内壁拐角位置有转接圆角，半封闭多曲面内腔体无法从顶面铣透，且转接圆角半径小，使用同一把刀具粗铣加工后，转接圆角余量远大于侧面余量，弯曲的侧面型面接近底面位置曲率变化趋于平缓，铣加工接刀痕大，加工方法包括，

按照下述加工顺序进行铣削，

S1，粗铣内腔，具体包括，

S1.1，正面立轴粗铣，正面朝上，刀轴垂直于毛坯端面；

S1.2，反面立轴粗铣；反面朝上，刀轴垂直于毛坯端面；

S1.3，反面摆轴粗铣转接圆角，反面朝上，刀轴与毛坯端面成固定锐角夹角；

S1.4，正面摆轴粗铣转接圆角，正面朝上，刀轴与毛坯端面成固定锐角夹角；

S2，半精铣内腔，具体包括，

S2.1，正面摆轴半精铣4处转接圆角，分多层进刀加工；

S2.2，正面摆轴半精铣曲面；

S2.3，反面摆轴半精铣4处转接圆角；分多层进刀加工；

S2.4，反面摆轴半精铣曲面；

S3，精铣内腔，具体包括，