本發(fā)明屬于螺旋銑削制孔加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于螺旋銑削制孔的孔徑誤差修正補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

目前，由碳纖維復(fù)合材料與鈦合金疊合制成的疊層材料，已經(jīng)越來越多的被各類現(xiàn)代航空航天飛行器所應(yīng)用，上述疊層材料的使用對于降低飛行器油耗、提高飛行器壽命以及節(jié)省維護(hù)費(fèi)用具有積極作用。

疊層材料主要是通過螺栓或鉚釘完成對碳纖維復(fù)合材料層與鈦合金層的裝配固連，因此在疊層材料制造過程中，需要在碳纖維復(fù)合材料層及鈦合金層上加工大量的裝配孔，為了保證裝配孔的加工效率，通常采用一體化孔加工方式，即采用同一刀具以及相同的切削參數(shù)對疊層材料進(jìn)行孔加工，由于航空航天飛行器的特殊性，其對裝配孔的尺寸公差要求要遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域，因此，碳纖維復(fù)合材料層與鈦合金層的孔連接裝配質(zhì)量對飛行器的使役性能有重要影響。

由于碳纖維復(fù)合材料層與鈦合金層存在著巨大的性能差異，當(dāng)采用一體化孔加工方式時，碳纖維復(fù)合材料層與鈦合金層在切削力、切削熱及材料彈性恢復(fù)等方面均存在著明顯的區(qū)別，會導(dǎo)致加工后的碳纖維復(fù)合材料層與鈦合金層上的裝配孔的孔徑尺寸出現(xiàn)較大差異。

當(dāng)采用傳統(tǒng)的鉆削制孔方式時，為了克服上述難題，操作人員會給裝配孔留足加工余量，待鉆孔工序結(jié)束后，再通過后續(xù)的多次重復(fù)修孔或鉸孔工序使裝配孔達(dá)到精度要求，但是這種方式制孔效率低下，會對生產(chǎn)效率帶來消極影響。

為了提高制孔效率，技術(shù)人員逐漸利用圖1所示的螺旋銑削制孔方式來代替原來的鉆削制孔方式，采用螺旋銑削制孔方式后，不僅可以減小鈦合金層在加工孔時的毛刺尺寸，還可以減少碳纖維復(fù)合材料層在加工孔時的毛刺和分層現(xiàn)象。

對于螺旋銑削制孔方式來說，其通過簡單的調(diào)整孔徑與刀具直徑之間的偏心距，就可以實現(xiàn)僅用一把刀具就可完成不同直徑孔的加工任務(wù)，其是一種非常靈活的制孔方法。但是，技術(shù)人員在實際螺旋銑削制孔過程中發(fā)現(xiàn)，由于刀具直徑小于裝配孔的直徑，在螺旋銑削制孔過程中，刀具會承受較大的徑向力，進(jìn)而導(dǎo)致刀具在加工鈦合金層時會出現(xiàn)無法忽視的徑向變形，從而使加工后的裝配孔出現(xiàn)較大的孔徑誤差，如圖2所示。

因此，在螺旋銑削制孔過程中增加孔徑誤差修正補(bǔ)償量是非常必要的，以此來提高螺旋銑削制孔方式的制孔精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種基于螺旋銑削制孔的孔徑誤差修正補(bǔ)償方法，通過調(diào)整螺旋銑削時刀具軸線與裝配孔軸線之間的偏心距來實現(xiàn)孔徑誤差修正補(bǔ)償，進(jìn)而減小因刀具變形對裝配孔孔徑圓柱度的影響，從而提高螺旋銑削制孔方式下的制孔精度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于螺旋銑削制孔的孔徑誤差修正補(bǔ)償方法，包括如下步驟：

一種基于螺旋銑削制孔的孔徑誤差修正補(bǔ)償方法，包括如下步驟：

步驟一：建立裝配孔的標(biāo)準(zhǔn)孔三維模型；

步驟二：選定加工刀具，設(shè)定加工參數(shù)；

步驟三：在設(shè)定的加工參數(shù)下，利用選定的加工刀具試制一個裝配孔；

步驟四：對試制的裝配孔進(jìn)行孔徑檢測；

步驟五：根據(jù)孔徑檢測結(jié)果，建立試制孔三維模型；

步驟六：將試制孔三維模型與標(biāo)準(zhǔn)孔三維模型進(jìn)行對比，確定試制的裝配孔在不同位置處的孔徑誤差；

步驟七：根據(jù)確定的孔徑誤差設(shè)定補(bǔ)償量，再根據(jù)補(bǔ)償量同步修改加工參數(shù)；

步驟八：在修改后的加工參數(shù)下，利用選定的加工刀具試制另一個裝配孔；

步驟九：對試制的裝配孔進(jìn)行孔徑檢測；

步驟十：根據(jù)孔徑檢測結(jié)果，建立試制孔三維模型；

步驟十一：將試制孔三維模型與標(biāo)準(zhǔn)孔三維模型進(jìn)行對比，確定試制的裝配孔在不同位置處的孔徑是否滿足精度要求；

步驟十二：當(dāng)試制的裝配孔孔徑滿足精度要求時，在當(dāng)前的加工參數(shù)下，利用選定的加工刀具開始裝配孔的正式制孔工序；當(dāng)試制的裝配孔孔徑仍未滿足精度要求時，需要重復(fù)調(diào)整補(bǔ)償量并同步修改加工參數(shù)，然后繼續(xù)裝配孔的試制，直到試制的裝配孔孔徑滿足精度要求，最后在對應(yīng)的加工參數(shù)下，利用選定的加工刀具開始裝配孔的正式制孔工序。

根據(jù)補(bǔ)償量同步修改的加工參數(shù)為刀具軸線與裝配孔軸線之間的偏心距。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明針對螺旋銑削制孔方式下易出現(xiàn)孔徑誤差的問題，提供了一種孔徑誤差修正補(bǔ)償方法，其通過調(diào)整螺旋銑削時刀具軸線與裝配孔軸線之間的偏心距來實現(xiàn)孔徑誤差修正補(bǔ)償，進(jìn)而減小因刀具變形對裝配孔孔徑圓柱度的影響，從而提高螺旋銑削制孔方式下的制孔精度。

附圖說明

圖1為螺旋銑削制孔示意圖；

圖2為螺旋銑削制孔過程中刀具變形示意圖；

圖中，1—刀具，2—裝配孔，D—裝配孔的設(shè)計直徑，d—刀具直徑，e—刀具軸線與裝配孔軸線偏心距，a—刀具公轉(zhuǎn)一周進(jìn)給量，D_i—裝配孔的實際孔徑。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本實施例中，所要加工的裝配孔的設(shè)計直徑為

一種基于螺旋銑削制孔的孔徑誤差修正補(bǔ)償方法，包括如下步驟：

步驟一：建立裝配孔的標(biāo)準(zhǔn)孔三維模型；

步驟二：選定加工刀具，設(shè)定加工參數(shù)；本實施例中，刀具選用整體硬質(zhì)合金雙齒立銑刀，刀具直徑為4mm，加工參數(shù)包括：刀具自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為3000r/min，刀具公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為10r/min，刀具軸線與裝配孔軸線的偏心距為0.5mm，刀具公轉(zhuǎn)一周的進(jìn)給量為0.5mm；

步驟三：在設(shè)定的加工參數(shù)下，利用選定的加工刀具試制一個裝配孔；

步驟四：利用三坐標(biāo)測量機(jī)對試制的裝配孔進(jìn)行孔徑檢測；

步驟五：根據(jù)孔徑檢測結(jié)果，建立試制孔三維模型；

步驟六：將試制孔三維模型與標(biāo)準(zhǔn)孔三維模型進(jìn)行對比，確定試制的裝配孔在不同位置處的孔徑誤差；本實施例中，共選取了試制的裝配孔在沿軸向方向上的三個位置，第一位置處的實際孔徑為4.982mm，第二位置處的實際孔徑為4.974mm，第三位置處的實際孔徑為4.962mm，則與標(biāo)準(zhǔn)孔的直徑5mm對比，可以確定三個位置處的孔徑誤差依次為0.018mm、0.026mm及0.038mm；

步驟七：根據(jù)確定的孔徑誤差設(shè)定補(bǔ)償量，再根據(jù)補(bǔ)償量同步修改加工參數(shù)中的刀具軸線與裝配孔軸線之間的偏心距；本實施例中，根據(jù)三個位置處的孔徑誤差可得出相應(yīng)的補(bǔ)償量，孔徑誤差補(bǔ)充量依次為0.009mm、0.013mm及0.019mm，同時需要將加工參數(shù)中的刀具軸線與裝配孔軸線偏心距依次增加0.009mm、0.013mm及0.019mm；

步驟八：在修改后的加工參數(shù)下，利用選定的加工刀具試制另一個裝配孔；

步驟九：利用三坐標(biāo)測量機(jī)對試制的裝配孔進(jìn)行孔徑檢測；

步驟十：根據(jù)孔徑檢測結(jié)果，建立試制孔三維模型；

步驟十一：將試制孔三維模型與標(biāo)準(zhǔn)孔三維模型進(jìn)行對比，確定試制的裝配孔在不同位置處的孔徑是否滿足精度要求；本實施例中，三個位置處的實際孔徑依次為4.996mm、4.996mm及4.995mm，孔徑誤差依次為0.004mm、0.004mm及0.005mm，其完成滿足的公差要求；

步驟十二：因試制的裝配孔孔徑已滿足精度要求，在當(dāng)前的加工參數(shù)下，利用選定的加工刀具開始裝配孔的正式制孔工序。

實施例中的方案并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均包含于本案的專利范圍中。