529典型薄壁件的数控加工探讨4要点.ppt

δ——刀具变形量; D——刀具直径; P——刀具受的作用力; L——刀具有效长度; E——自然常数2.718 * 偏航发动机口框及406天线开口结构为典型薄壁件，它具有外形较大、结构复杂、整体薄壁、定位装夹难等特点。零件外形为500mm×400mm×105mm，所有壁厚为2+0.10 0mm，曲面为SR533.8mm的球面，中间圆为Φ320+0.10 -0.10mm，毛坯为LF6长方体板材，质量约56.7 kg ,通过铣削加工被“掏空”,零件实际质量为0.423kg。材料切除率为99.25 %。金属切除量大，成品壁薄，刚度低，加工中需要解决的首要问题是控制和减小变形，保证尺寸公差和形位公差。 * * 铣削圆角中刀具易发生振颤。主要是由于深腔薄壁及其特殊的结构性。受深腔内圆角和深度的限制，刀具直径和长度固定，长径比越大刚性越差，再加上有的工件本身的结构工艺性也很差，因此，在加工中往往会出现颤刀和让刀现象，使工件壁厚不均匀，加工底面时，即使采用了很小的下刀螺旋角度，也会产生折刀现象，严重影响了工件的表面质量和加工效率，甚至造成零件的报废。在精铣时，虽然采用了多次进刀，但由于刀具直径太小．悬伸比更大，颤动更加厉害，特别是底面圆弧处，由于刀具的受力突然增加，往往出现断刀现象，导致零件报废。 （2）深腔薄壁加工效率低、加工变形较大，表面质量不高。深腔加工中，刀具长，刚性差，每次切削深度小，单位去除率低，不能满足生产节点要求 * * * DMG125P的成本375万， 一天的成本折扣为1250元/天 * 报告人： 胡兴平 单 位： 北京卫星制造厂 岗 位： 加工中心操作工 典型薄壁件的数控加工探讨 目录 一、529厂精密制造中心简介 精密制造中心是五二九厂的核心生产部门，承担科技集团五院纵向及横向大型产品机械加工、精密结构产品加工、精密机构装配等三个领域科研生产任务，完成载人航天工程、探月工程以及导航、遥感等各型号星船的结构加工任务，2012年中心承担的生产任务达到历史新高峰。 1.前言 二、现阶段发展形势 近年来，随着我国的空间对接工程的成功，航天事业进入一个快速发展时期，载人三期、月球探测等工程已进入实施阶段。航天产品研制的质量可靠性要求高、周期短等特点越来越突出。同时由于航天产品对产品重量控制要求及结构特点的特殊性，在结构上大量采用异形、深腔薄壁零件，而异形、深腔薄壁零件的加工普遍具有装夹困难、易变性，加工效率低等加工难题。 1.前言 2.典型薄壁零件的分析 二、加工设备介绍： 在该发动机口框的加工中采用的是德国DMU125P五轴联动高速铣削加工中心（如图1所示）。 表2 机床主要技术参数 主轴转速 20～18000 rpm 加工行程 1250mm×1000mm×1000mm 最大直线进给 60m/min 定位精度 0.008mm 图1 德国DMU125P机床 2.典型薄壁零件的分析 3.1、典型薄壁零件举例： 下面以某型号发动机口框（如图2）为例进行介绍。 3.典型薄壁零件的数控加工 图2 某型号发动机口框结构 表1 零件基本参数 材 料 5A06 外 形 500mm×400mm×105mm 壁 厚 mm 球 面 SR533.8mm 中间圆 Φ320±0.10mm 切除率 99.25 % 薄璧零件： 发动机口框 3.2、加工分析 3.3分区和环形加工相结合 一、薄壁零件装夹方案的分析： 夹具的主要作用是在加工过程中对工件进行定位、约束和支撑。在薄壁零件的数控铣削中，装夹方案的优劣直接影响工件的加工精度、表面质量、劳动生产率和加工成本。 3.4优化装夹方案 二、发动机口框夹具设计： 自制工装夹具可以有效解决定位难，测量复杂的问题。下面介绍自制夹具的设计思路及装夹方案。 图3 发动机口框夹具 3.4优化装夹方案 图4 发动机口框及夹具裝夹示意图 3.4优化装夹方案 3.5薄壁零件的高速加工 3.6优化切削参数提升效率 通过刀具厂商提供的参数和实际加工经验，使用表1所示切削参数，以便使切削力和切削温度随着Vc提高显著下降,同时减小加工变形、提高加工质量和效率。 表2 切削参数 刀具名称 切削速度Vc 刀具转速S 每齿切削用量Fz 进给速度F Φ32镶片立铣刀 1100m/min 11000r/min 0.2mm/z 4400mm/min Φ20合金球头铣刀 804m/min 12800r/min 0.1mm/z 2580mm/min Φ10合金球头铣刀 471m/min 15000r/min 0.05mm/z 1500mm/min 3.7 小