大直径圆筒壁数控网格铣技术研究

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1、制造技术研究2015年6月第3期大直径圆筒壁数控网格铣技术研究邢雪迪侯星梅李丽郑建国方懿郭智（长治清华机械厂，长治046012）摘要：铝合金大直径薄壁外圆筒壁网格生产中出现的加工变形、尺寸及加工面粗糙度不合格等问题，通过试验确定加工方法，采取防变形措施，选择合理的走刀路线与加工切削参数，降低网格铣的难度，提高工艺水平，有效保证产品质量。关键词：圆筒；网格；走刀路线；工艺装备StudyonNCGridMillingTechnologyofLargeDiameterCylinderWallXingXuediHouXingmeiLiLiZhengJianguoFangYi

2、GuoZhi(ChangzhiQinghuaMachineryFactory,Changzhi046012)Abstract：Inviewofthemachiningdeformationandtheunqualifiedroughnessofaluminumalloylargediametercylinderwall,theprocessingmethodisdeterminedbytest,andtheanti-deformationmeasures,thereasonableworkpathandmachiningparameterarechosen.Thes

3、ecanreducethedifficultyofthegridmilling,improvetheleveloftechnology,andalsoeffectivelyguaranteetheproductquality.Keywords：cylinder；grid；toolpath；processequipment1引言Ra3.2μm。筒体结构见图1。大型筒体结构在航天领域有着较广泛的应用。铝合金大直径圆筒类零件，相对刚性较低，加工工艺性较差，尤其是在圆筒壁上加工众多网格，受力不均衡，加工过程中受多种因素的影响极易产生变形。在筒壁上铣与圆周平行的网格更是加工的

4、一大难点。本文以某产品筒体零件为例，从工艺流程、装夹定位、机床刀具切削参数图1筒体结构图的选择、走刀方式的选择、数控程序编制、编程方法的选择等方面介绍了网格铣削的加工方法。将筒体局部展开，可见多种网格结构，尺寸要求不同，局部展开图见图2，图中方格实线部分为需去除部2零件特点分，中心线为筋的中心线。筒体为发射筒的关键部件，属于铝合金大直径薄壁圆筒类零件，外圆表面为了减轻重量而又不影响产品性能，需要铣众多网格，数量达500多个，网格尺寸、结构不同，位置尺寸精度±0.5mm，筋宽度的一致性要求00±0.5mm，网格的深度尺寸为14mm，表面粗糙度要求图2部分网格结构展开图

5、−0.5作者简介：邢雪迪（1976-），工程师，机械设计制造及自动化专业；研究方向：机械制造工艺与设备。收稿日期：2014-07-3126制造技术研究航天制造技术所有网格的底部需有R5的圆角，用以加强筒体强3.2.2工装2：闷头度，单个网格剖视图见图3。受产品结构限制，筒体两端无法直接使用顶尖找到圆心位置，无法定位，因此设计了工装2闷头，使用状态如图5所示，既可装夹支撑零件又可用于顶尖找正。闷头的结构和工作原理与支撑环基本相同。图3网格剖视图3网格铣的加工图5工装2闷头3.1工艺流程筒体网格铣的主要加工工艺流程为：选择机床→设3.2.3装夹定位计工装夹具→选择刀具→

6、选择编程原点及编程坐标系将筒体装夹定位于卡盘与尾座之间，轴线对齐，→选择合理的走刀路线→确定合理的切削参数等→数将卡盘顶尖，尾座顶尖准确插入工装两端顶尖孔，按值处理→计算刀具运动轨迹，以获得刀位数据→编写零动尾座快进按钮，使尾座到位，手动锁紧筒体，断开件加工程序→程序校验→程序试切→执行程序。配电框尾座电机开关。对称调整卡盘上的四爪，夹紧3.2装夹定位筒体。筒体直径较大，属于薄壁型零件，装夹力将对零3.3机床、刀具、切削参数等的选择件造成一定的变形。为了提高零件加工质量，降低找3.3.1机床选型正难度，减少找正误差，必须设计专用工艺装备以减机床选用HM2550型网格

7、数控铣床专用设备,该小装夹变形。铣床采用FAGOR数控系统，用于加工大直径圆筒零3.2.1工装1：支撑环件外表面上的各种方形、矩形和圆形凹槽，也可用于因筒体长度超过两米，网格的加工主要在圆柱面类似结构的铣削加工，可加工最大直径3500mm、长上，在加工过程中会产生较大的切削力，影响产品质度4500mm的圆筒类零件。量，因此设计了工装1支撑环，用于支撑筒体内圆，3.3.2刀具确定减少因装夹和切削产生的工件变形。支撑环主要由内在铣刀的选择上,一般选用普通高速钢立铣刀，支撑、外环、螺栓、卡管、左右螺母等部分组成，见根据槽底部圆弧半径，选择R环铣刀(双刃键槽铣图4。外环