[发明专利]一种大曲率全型面薄壁件的制造工艺

摘要

本发明提出一种大曲率全型面薄壁件的制造工艺，以解决超复杂空间薄壁曲面的加工变形和振动问题。通过合理的工艺布局，采用分段逐层加工方式，选择合适的刀具与刀柄，设置每道工序的加工余量，安排自然时效时间，优化切削工艺参数和走刀策略，保证零件均匀的材料去除量，同时采用加装垫块定位和石膏填充法，解决零件加工中的装夹和振动问题，增加零件的加工刚性和装夹稳定性，控制零件加工过程中的变形，保证零件尺寸和精度。

主权项

一种大曲率全型面薄壁件的制造工艺，其特征在于它包括如下步骤：1）外腔型面粗加工：以内腔型面工艺凸台底面定位，螺钉装夹，采用三把不同悬长的刀具分三段粗加工外腔型面，刀具悬长递增，粗加工后零件预留5mm工艺余量，以保证内腔型面的加工刚性，并在工艺凸台表面铣出内腔型面加工基准面；2）内腔型面粗加工：零件翻面，以外腔型面粗加工铣出的基准面定位，螺钉装夹，采用三把不同悬长的刀具分三段粗加工内腔型面，刀具悬长递增，粗加工后零件预留3mm工艺余量，用于内腔型面的半精加工和精加工时的材料去除量；3）自然时效：＞48小时，用于释放粗加工过程中因材料塑性变形和切削热引起的机加应力；4）打平面消除变形，并扩、铰工艺孔：打平面消除时效过程中的零件变形，并为后续半精加工、精加工内腔型面提供定位基准，扩铰工艺孔，保证工艺孔垂直度，利于确定精确的加工坐标系；5）内腔型面半精和精加工：a. 加工内腔外型面：分两段加工内腔外型面，每段先半精加工，然后精加工到位，半精加工后预留1mm工艺余量；b. 加工内腔V型槽：采用两把不同悬长的刀具分三段半精加工、精加工内腔V型槽，逐段到位，刀具悬长递增，第一段每层加工后预留工艺余量安排为3mm→2.5mm→0mm，2.5mm的工艺余量保证了凹槽型面精加工到位时的加工刚性；第二段每层加工后预留工艺余量安排为3mm→2.5mm→0mm，第三段为内腔V型槽槽底，为了避免零件振动和因刀具太长引起刀具振动，选用小刀具与加长刀柄组合的方式分四层小切削加工到位，预留工艺余量安排为2mm→1mm→0.4mm→0mm；c. 为降低刀具悬长和防止机床与零件干涉，工艺凸台四周铣成凹槽结构，将铣出三块垫块镶于工艺凸台凹槽处，在垫块上铣出外腔型面加工基准，垫块即可作为定位基准，在后续石膏填充法中起到了限制石膏流动的作用；    6）填充石膏：在内腔腔体、内腔型面与垫块围成的腔体内填充呈流体状态石膏，待石膏凝固之后，修平石膏面，保证石膏面与垫块面齐平，石膏面和垫块面作为外腔型面加工基准，并解决外腔型面半精加工和精加工过程中零件的振动问题，提高零件的加工刚性； 7）外腔型面半精和精加工：    以石膏底面与垫块底面，螺钉装夹，防止加工时的振动，选用长径比≤5的刀具，分三段两层加工到位，半精加工后零件预留2.5mm工艺余量，然后精加工到位，并去除工艺补块，8）钳工打光：修锉加工死角、打光内腔、外腔型面。