专利名称：薄壁t型筋数控加工方法
技术领域：
本发明涉及数控加工技术领域，特别是针对飞机零件典型结构的数控加工方法。
背景技术：
在飞机零件中，T型筋结构是一类十分普遍的典型结构，广泛应用于各类飞机典型 零件的结构设计中，用以提高零件的结构刚性、以及与其它零件进行连接。尤其是在整体壁 板类零件中，T型筋结构十分典型。而在现代飞机零件结构设计过程中，由于控制重量的需要，T型筋壁厚相对较小，T 型筋高度与壁厚之比往往达到12至20倍，这就给数控加工带来很大的困难。首先，由于T型筋壁厚小，高度与壁厚之比大，因此在切削加工时刚性相对较弱， 造成切削振颤加剧，无法保证切削表面质量，甚至无法继续加工。其次，由于薄壁带来的切削让刀现象也会使加工尺寸无法保证。第三，由于T型筋结构的加工部位大部分在被遮挡的半封闭状态下，需要用T型刀 具加工，切削接触面大，切削抗力也大，加剧了切削振颤和切削让刀现象。因此，T型筋，尤其是薄壁T型筋往往是大型飞机零件加工中影响加工效率和质量 的一个关键因素。在以往的此类零件加工时，通常采取牺牲加工效率的办法进行加工，不仅加工效 率大大降低，加工表面质量也不理想。本发明的目的旨在克服以上困难，保证此类零件的加 工效率和质量。
发明内容
本发明公开了一种针对薄壁T型筋结构(如图1所示)的数控加工方法，用以解 决薄壁T型筋结构切削振颤和切削让刀等问题，保证薄壁T型筋结构的数控加工效率和质量。薄壁T型筋的数控加工方法，将待加工毛料装夹在数控机床上，加工的特别方法 是首先完成薄壁T型筋结构的粗加工，以T型筋顶部平面两侧为界逐层均勻去除多余材料， 形成一个含有T型筋的、断面为长方形的粗加工件；其次完成薄壁T型筋结构的开敞部位的 精加工，先加工T型筋顶部到最终尺寸，再将T型筋两侧根部外延部位加工到最终尺寸；最 后分层对称精加工T型筋立筋两侧余量到最终尺寸。通过上述加工方法，薄壁T型筋在被加工的过程中刚性得到保证，从而大幅度减 小切削振颤和切削让刀等现象，保证薄壁T型筋结构的数控加工效率和质量。以下结合实施例及附图对该发明作进一步描述。
图1典型薄壁T型筋结构零件剖面示意图。图2薄壁T型筋结构粗加工后的状态示意图。
图3薄壁T型筋结构的开敞部位精加工后的状态示意图。图4用T型铣刀加工被T型筋凸缘遮挡部分的状态示意图。图5T型铣刀结构示意图中编号说明1T型筋结构、2立筋、3腹板、4顶部面、5柱状粗加工件、6立筋余 量、7Τ型铣刀、8第一层余量、9中间层余量、10最后一层余量
具体实施例以下以带薄壁T型筋结构的飞机壁板零件为例进行说明。参见附图，图1为带薄壁T型筋结构的飞机壁板局部剖面示意图。根据飞机的结构 设计，机翼壁板的腹板3与T型筋结构1是一个整体结构件，需要通过数控加工精确成型， T型筋结构有较宽的顶部面4，以及较薄的中部立筋2，T型筋的根部与腹板3延伸为一体结 构。对于T型筋的加工，控制其加工振颤、变形和提高加工效率是本发明致力解决的问题。首先采用普通立铣刀完成壁板的粗加工，粗加工完成后的状态如图2所示。粗加 工逐层均勻去除T型筋顶部平面两侧的多余材料，形成一个断面为长方形的柱状粗加工件 5，该粗加工件除T型筋中部立筋两侧部位，其余只均勻保留一层约3mm的精加工余量。其次采用普通立铣刀完成壁板开敞部位的精加工，加工完成后的状态如图3所 示。先加工T型筋顶部平面4的上侧面和两端侧面到最终尺寸，再将T型筋根部连接的壁 板腹板以及其它开敞部位加工到最终尺寸。然后，采用T型铣刀7 (如图4所示)，加工T型筋的立筋余量6，保证薄壁T型筋 的所有壁厚尺寸。实施中对T型筋立筋两侧的余量6沿高度方向分为多层，由上至下依次 逐层对称加工。先加工第一层余量8，保证T型筋顶部面4和立筋2上部的厚度，加工这部分时，刀 具轨迹为与立筋垂直的轴向一层，径向根据径向余量大小均勻分为四层，每层约6mm，刀具 由外至里逐层切削，加工完立筋一侧后，再加工对称的另一侧，直到最终尺寸。可以通过轴 向微调来消除轴向对刀误差，保证T型筋顶部面4的厚度。接下来加工T型筋中间层余量9，保证T型筋立筋2中部的厚度。加工这部分时， 刀具轨迹为与立筋垂直的轴向六层，径向根据径向余量大小均勻分为四层，每层约6mm，采 取径向层优先对称加工策略，即先径向分层，刀具由外至里逐层切削，加工完一侧加工对称 的另一侧，直到最终尺寸。同高度的一层加工完成后，以相同策略加工下一层，最终保证T 型筋立筋2中部的厚度。最后加工T型筋最后一层余量10，保证T型筋立筋2下部的厚度和T型筋根部腹 板3的厚度尺寸。加工这部分时，刀具轨迹为轴向1层，径向根据径向余量大小均勻分为四 层，每层约6mm，刀具由外至里逐层切削，加工完一侧加工对称的另一侧，直到最终尺寸。可 以通过轴向微调来消除轴向对刀误差，保证T型筋根部腹板3的厚度。之后，完成壁板其余细微结构的最终加工。
权利要求
薄壁T型筋的数控加工方法，将待加工毛料装夹在数控机床上，加工的特别方法是首先完成薄壁T型筋结构的粗加工，以T型筋顶部平面两侧为界逐层均匀去除多余材料，形成一个含有T型筋的、断面为长方形的粗加工件；其次完成薄壁T型筋结构的开畅部位的精加工，先加工T型筋顶部到最终尺寸，再将T型筋两侧根部外延部位加工到最终尺寸；最后分层对称精加工T型筋立筋两侧余量到最终尺寸。
2.如权利要求1所述的薄壁T型筋的数控加工方法，其特征在于将立筋两侧余量沿立 筋高度分为多层，由上至下依次逐层对称加工。
全文摘要
本发明公开了一种针对薄壁T型筋结构的数控加工方法，用以解决薄壁T型筋结构切削振颤和切削让刀等问题，粗加工形成一个含有T型筋的、断面为长方形的粗加工件；再分层对称精加工T型筋两侧余量到最终尺寸，保证薄壁T型筋结构的数控加工效率和质量。
文档编号B23C3/00GK101905343SQ20101024504
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者孙长友, 王俊斌, 田辉, 赵丽君 申请人:西安飞机工业(集团)有限责任公司