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1、薄壁框体零件优质高效加工工艺方法第37卷第4期2011勺:8月东华大学(自然科学版)JOURNAI()FDONGHUAUNIVERSITY(NA'I,URAISCIENCE)Vo1.37,NO.4Aug.2O11文章编号:1671—0444(2011)04—0412—04薄壁框体零件优质高效加工工艺方法钱玲楠,李蓓智,杨建国,周亚勤,吴雪逖(东华大学机械工程学院,上海201620)摘要:以航空航天中常用的薄壁框体类零件为例,在提高加工效率和保证加工质量的前提下,研究走刀路径和装夹方案的优选方法,提出了针对薄壁框体类零件的加工策略,即
2、粗加工装夹力应垂直于框体的最长边,刀具平行于框体最长边快速走刀是最高效的走刀路径,尽可能选用小的精加工余量可最大限度地提高框体零件的加工效率.制定了针对框体类零件的精加工余量计算式.关键词:薄壁框体零件;走刀路径;装夹方案;精加工余量中图分类号:TH162文献标志码:AProcessingMethodforManufaCturingofThinHighQualityandEfficiencyWalledFrameComponentQIANLing-nan,L,Bei—zhi,YANGJian—guo,ZHOUYa-qin,WUXue
3、?ti(CollegeofMechanicalEngineering,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China)Abstract:Takingthin—walledframecomponentforexample,theoptimizedtoolpathandclampingschemesareselectedtoimproveitsmachiningqualityandefficiency.Aimingatthethinwalledframecomponent,themethodsofmachi
4、ningincludeclampingforceverticaltothelongestedgeofcomponentduringtheroughmachining,movingthecutterparalleltothelongestedgeofframeresultintheminimumtoolpathlengthandlesseningtheallowanceoffinishmachiningassoonaspossibletoimprovethemachiningefficiency.Formulaforcalculati
5、onoffinishmachiningallowanceisestablished.Keywords:thinwalledframecomponent;toolpath;clampingschemes;allowanceforfinishmachining航空航天薄壁件的刚性,工艺性差,极易在装夹力,切削力及残余应力的影响下产生加工变形,减小薄壁件的加工变形一直是国内外学者研究的热点,而薄壁件加工变形的影响因素复杂,因此易造成实际加工过程中不可控的变形,加工效率低下.朱静怡等L21从典型航空薄壁零件工艺刚度人手,对零件落刀位置,零件
6、厚度,加工特征及其相互间的壁厚以及加丁路径进行了数值模拟,得到合理运用零件的刚度可以制定合理的加工工艺,从而大幅度减/bDlT变形.郭魂等提m了对框类零件采用拉伸装夹的方法,改变工件表面的残余应力分布状态,但并没有给出具体的方法以确定合适的拉伸力大小.董跃辉等对加工过程中的薄壁件装夹方案进行了优选,将工件视为弹性体,装夹及支撑作为刚体,运用有限元分析软件进行了模拟,研究表明夹具或支撑间距较大时,先在刚性较差的材料表面上进行装夹,每个夹紧力均在一步内施加的方案是最佳装夹方案,但其仅考虑了框类零件的精加工装夹方案,未考虑主要引起加工变形
7、的粗加工过程的装夹方案.武凯等.针对薄壁结构框体零件切削加工收稿日期:2011—03—28基金项目:闰家tt然科学基金资助项目(50975046)作者简介:钱玲楠(1987),女,江苏苏卅1人,硕士研究生,研究方向为先进制造与丁艺.Email:qianlingnan@163.corn李倍智(联系人),女,教授,E—mail:IBZhi@dhu.edu.cn第4期钱玲楠,等:薄壁框体零件优质高效加工工艺方法413变形问题,提出大切深法及分步环切法可以充分利用薄壁零件自身刚性,减小加工变形,提高加工精度,但对于精加工采用大切深法是否适用
8、还有待于验证,且从减小加工变形的角度采用分布环切的走刀路径,并没有考虑到装夹方案和加工效率的问题.在框体加工时,刀具路径的长度和加工时间主要决定于所选刀具的尺寸,选用大直径刀具难以加工过渡半径较小的边角,而选用小直径刀具则将增加加工时
