航空零件典型结构加工工艺-薄壁加工
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起振刀 3）化学活性高，易与刀具材料发生化学反应，降低刀具寿命 4）变形系数小，单位切削力大
所以钛合金切削要点为低线速度，薄切削层厚度
第25页
3 钛合金薄壁
钛合金薄壁
钛合金薄壁特征加工特点： 1）壁薄腔深（框梁类零件），切屑排除困难，影响冷却润滑效果 2）刚性差，极易产生切削振动，影响加工效率和表面质量 3）切削中让刀严重，影响加工精度，易产生接刀痕 4）易产生加工变形，其毛坯大都为锻造毛坯，加工中随残余应力的
5刃不等齿距： 减震，高进给
加长刃长：一刀切
偏心铲背：增强 刃口强度
加大芯厚：高刚 性不让刀
加大螺旋角：提 高表面粗糙度
第38页
谢 谢！
第39页
释放极易产生加工变形，影响零件精度
钛合金薄壁特征加工要点： a ) 细分工序减小变形,一般为粗→半精→精，甚至可以多次半精，必
要时每个半精后辅以修基准面 b ) 精光一刀消除接痕和让刀
第26页
3 钛合金薄壁
工艺方案
粗加工：粗加工留余量3mm单边
缘条、筋条加工 –框梁类零件
半精加工：如右图分层加工每个框格，给精加 工留余量约0.5~0.2mm；零件变形大时可以多留 余量多次半精，必要时每个半精后辅以修基准面
第5页
1 薄壁特征
例2— 平尾对接肋和缘条： 特点为独立立筋–这类立筋两头不靠，长度长，高度与壁厚比值大，
因此强度更低，极易发生振动和变形
立筋
第6页
1 薄壁特征
例3— 壁板：壁板外表面结构较为简单，一般为少量下陷、槽、孔、 台阶等；壁板内表面较为复杂，通常有槽、斜面、下陷、台阶、结构 孔等结构
3 钛合金薄壁
刀具
方肩铣刀-MEB190系列 用途：半精侧壁、腹板 特点： • 切削力小-大前角大后角，刃口锋利 • 真90°侧壁-曲线刃设计 • R0.4~R3底角-适应各种底角需求
第34页
3 钛合金薄壁
刀具
超薄壁立筋专用铣刀-需要订制 用途：超薄壁侧铣专用
倒锥：减小接触长度
有效刃长≥层深+1mm
缘条、筋条加工 –独立立筋
第13页
2 铝合金薄壁
两种精加工推荐的走刀方案：
缘条、筋条加工 –独立立筋
• 两侧水平交替走刀： – 两侧走刀高度成水平状，每次走刀均有不错的
刚性支撑，同时编程较简单
• 两侧阶梯交替走刀： – 两侧走刀高度呈阶梯状，能为每次走刀提供更
大的刚性支撑，编程略麻烦
第14页
2 铝合金薄壁
第11页
2 铝合金薄壁
特点：两头不靠，刚性低易振动 走刀、编程限制少
独立立筋
缘条、筋条加工 –独立立筋
第12页
2 铝合金薄壁
工艺要点：
• 粗精均采用高速铣
• 粗加工：给精加工留单边余量3~5mm
• 精加工：a. 先将筋高、端头加工到位
b. 分层铣削，层深约1.5~3mm； 两侧交替走刀； 厚度尺寸直接加工到位
c. 选择更小直径的铣刀，切削力会小一些
d. 选用特制的薄壁专用铣刀加工
第28页
3 钛合金薄壁 增加加强筋或工艺凸台
缘条、筋条加工 –框梁类零件
第29页
3 钛合金薄壁
特点 – 两头不靠，刚性更弱 – 没有框格，走刀限制少
缘条、筋条加工 –单独立筋
工艺方案：
• 粗加工：大进给或R铣刀粗加工，留余量3mm单边
第7页
2 铝合金薄壁
铝合金薄壁
材料特点：航空铝合金结构件通常7系列超硬铝合金，例如7075、 7050等牌号，硬度约HB160切削性良好，非常适合采用高速铣加工
航空铝合金薄壁件毛坯通常为预拉伸板，这类材料经过拉伸处理消除 了材料残余内应力，具有加工后变形量小的特点
铝合金薄壁件加工要点： a）高速铣分层切削 b ) 立筋精加工前厚度余量要留够 c ) 腹板精加工第二面时采用真空吸附夹具
光洁度，减少加工过程振动 • 良好的润滑和排屑-油槽与中心螺
旋内冷设计
注意：1）腹板悬空状态慎用，因为齿数多切削力比普通刀具大 2）最大切深通常不超过R角深度，建议0.5mm
第24页
3 钛合金薄壁
钛合金材料
钛合金材料切削特点： 1）导热系数低，切削热集中在刃口，影响刀具寿命 2）弹性模量小，切削回弹严重，导致刀具后刀面磨损加剧，并易引
• 半精加工：分层加工如下图，给精加工留余量约0.5~0.2mm；零件 变形量大时可以多次半精
第30页
3 钛合金薄壁
• 精加工：如下图分层铣削，类似半精加工走刀 方式但不留余量，最后光刀消除接刀纹路和让刀
缘条、筋条加工 –单独立筋
• 层深根据切削时有无振动情况来调整，高度与壁厚比值越大，层深越 小
贴实 - 真空吸附
悬空 – 工艺凸台
Байду номын сангаас
第16页
2 铝合金薄壁
腹板加工 –贴实状态
贴实状态：利用真空夹具吸附住腹板或专用夹具支撑腹板的方式装夹 零件，腹板与夹具贴合，支撑性好，可以用比较大的切削参数正常加 工
加工工艺: 粗加工：高速铣，腹板留余量约3mm 精加工：高速铣，分两次加工到位
要点：
1) 腹板第二面精加工尽量采用真空夹具夹持，吸附前工艺凸台先压紧
2) 如腹板面较大专用夹具支撑效果不佳时可以修低定位凸台高度 0.03~0.05mm，增加支撑效果
第17页
3 铝合金薄壁
真空吸附夹具
原理：真空吸盘将工件下 方密封区域内的空气排出 ，从而在零件上下表面形 成压强差，在大气压和静 磨擦力作用下将零件压紧 在夹具上
优点： 1）减少干涉，便于编程 2）夹持刚性和稳定性好 3）装夹方便
应用：在航空领域多用于铝合金铣削粗精加工，因为减振和减小零件 变形的优点特别适合于铝合金薄壁件的加工 通常采用小切深轴向分层或者小切宽径向分层方式切削
第9页
2 铝合金薄壁
缘条、筋条两端通常相 互联接
缘条、筋条加工 –框梁类零件
多为封闭的框格 -加工时通常一个框格 一个框格的加工到位
第10页
2 铝合金薄壁
• 腹板上有孔时：第一面粗加工保留孔处 腹板不加工用作第二面加工时的支撑； 第二面精加工完腹板后再铣开窗口
留作支撑
压紧孔
• 辅助支撑：用填充材料填充底面框格后 加工
• 细分层加工：减小切深减小切削力
第20页
2 铝合金薄壁
刀具
铝合金高速方肩铣-MEH系列
• 用途：粗铣、大腹板贴实状态精铣 • 高线速度-可达2000m/min • 编程方便-大的下刀角度 • 配置齐全-刀尖R0.2~R5.0
刀具
常规缩径立铣刀— SA300-RN3系列 – 用途：筋条及腹板的通用高速粗、半精、精铣 – 与薄壁更短的接触长度，减小振动风险 – 粗精加工一体，减少刀具库存 – 周刃减震刃带设计，切削更稳定
缩径
第23页
2 铝合金薄壁
刀具
铝合金腹板精铣刀-非标定制
• 用途：腹板高速高效精铣 • 高效走刀-6刃有效 • 高光洁度-不等长度修光刃，提高
筋条
腹板
缘条
第3页
1 薄壁特征
薄壁加工的难点
振动：薄壁刚性差易引发零件振动，影响工件的 尺寸精度、表面粗糙度和刀具寿命
受力变形：薄壁受力后变形导致尺寸精度难以保 证
受热变形：薄壁更易受切削热传递后发生受热变 形，导致薄壁形位误差；且会导致整个零件应力 变化造成零件变形
第4页
1 薄壁特征
例1— 框、梁类薄壁结构件：框、梁类薄壁特征较类似，除了缘条、 筋条、腹板结构外，还有凸台、下陷、异形孔等结构
R角：根据零 件底角要求
刃口及角度：钛合金专用
不等齿距：减小振动
第35页
3 钛合金薄壁
刀具
钛合金专用缩径铣刀-ST210系列 用途：半精铣侧壁、腹板；精铣侧壁、腹板
阶梯芯厚：容屑 槽大，刚性高
不等螺旋角:减振
锋利刃口：减小 切削力
缩径：防干涉，减 小接触长度
第36页
3 钛合金薄壁
刀具
钛合金专用合金铣刀- ST300系列
注意：1）需要装刀后总体做动平衡，达到G6.3 2）常换刀片螺钉，通常要求每次更换刀片时就更换 3）每次装刀检察跳动和刀片安装情况
第21页
2 铝合金薄壁
刀具
超薄壁立筋专用铣刀-需要订制
倒锥：减小接触长度
有效刃长≥层深+1mm
R角：根据底 角R确定
特制刃口和角度：铝合金专用
第22页
2 铝合金薄壁
第8页
2 铝合金薄壁
高速铣
高速铣：采用高线速度（铝合金通常vc>1000m/min）、高进给、低 切削用量的方式铣削零件
优点：– 90%的切削热被切屑带走，更小的热变形 – 降低切削力30%，薄壁不易振动、受力变形 – 更高的金属去除率 – 更好的表面质量
需求：高转速高功率的机床；刀具需动平衡G6.3以上
用途：钛合金侧壁及腹板粗、半精、精铣；摆线铣
• 不等齿距设计，优异的抗震性能 • 独特排屑槽设计，大容屑空间，排屑顺畅，
粗精一体 • 锥度中心内冷孔设计，优异冷却效果及排屑
性能，可以使用更高的线速度 • 刀具刃数5刃-更快的走刀，更高的效率
第37页
3 钛合金薄壁
刀具
侧壁精铣刀具:ST210-RL5系列 用途：钛合金侧壁精铣，摆线铣，特别适用于最后精光侧面
腹板加工
腹板上特征繁多：薄壁、下陷，凸台、各种孔、沟槽等
孔 下陷
薄壁
第15页
2 铝合金薄壁
腹板加工
腹板通常有悬空和贴实两种状态 – 框、梁类零件精铣第一面时腹板通常为悬空状态 – 框、梁类零件精铣第二面时腹板通常为贴实状态（真空吸附或专用
夹具） – 壁板两面加工为贴实状态（真空吸附） – 部分异形件采用工艺凸台装夹，腹板两面加工都是悬空状态
缘条、筋条加工 –框梁类零件
工艺要点：
• 粗精均采用高速铣
• 粗加工：给精加工留单边余量3~5mm
走刀1
• 精加工：a. 先将筋高、端头加工到位
走刀2
b. 如右图，每个框格分层加工，层深 走刀3
约2~3mm，厚度尺寸到位
优点： • 精加工刚性足– 加工工艺性好，避免振动 • 切削力小，切削热小– 零件变形小 • 精加工无接刀痕– 能保证尺寸精度和表面粗糙度
• 如果立筋高度厚度比特别大，需要订制侧壁加工专用刀具
第31页
3 钛合金薄壁
腹板贴实状态工艺：
腹板加工 贴实状态
• 粗加工：粗铣底面留余量3mm
• 半精加工：方肩刀分层铣削留余量0.5mm
• 精加工：采用方肩铣刀或合金铣刀加工，因为腹板贴实刚性好，可以 采用密齿刀以更快的走刀加工
第32页
3 钛合金薄壁
精加工： a）框格浅时采用合金铣刀一刀切，深时可以
分层切削，最后光刀消除接痕和让刀
第27页
3 钛合金薄壁
超薄筋条工艺
缘条、筋条加工 –框梁类零件
超薄筋条缘条： 工艺方案与通用方案类似，需要注意以下几点
a. 减小分层高度，以减小切削力。分层高度根据高度与厚度比值来调 整，比值越大，层深越小
b. 增加支撑，比如加强筋、工艺凸台（最后去掉）…等等能增强薄壁 刚性的方法（见后面页）
腹板悬空状态特点：刚性薄弱易振动
腹板加工 悬空状态
加工工艺： • 粗加工：粗铣底面留余量3mm
• 半精加工：方肩刀分层铣削留余量0.5mm
• 精加工：采用方肩铣刀或合金铣刀精加工到位，最后可光刀消除接痕 和让刀
需要从刀具、走刀、辅助支撑等方面想办法，参考前面铝合金腹板悬 空状态的精加工方法
第33页
航空零件典型结构机加工艺
—薄壁特征机加工工艺
XXX 2020-05-20
目录
1 薄壁特征定义 2 铝合金薄壁的加工 3 钛合金薄壁的加工
第2页
1 薄壁特征
薄壁特征定义：结构厚度尺寸通常在2毫米及以下的特征；以立筋来 说高度与厚度比值≥30的特征也可以认为是薄壁特征
主要体现为缘条、筋条类立式薄壁特征和腹板类卧式薄壁特征 按材料主要分为：铝合金薄壁和钛合金薄壁
第19页
2 铝合金薄壁
腹板加工
b) 强度不足时：此时腹板薄弱，需要从刀具、走刀、辅助 –悬空状态
支撑等方面想办法减小切削力增强系统刚性；最后可光刀消除接痕和让刀
• 刀具：选小刀尖，刃口锋利的刀具，减 小切削力和轴向分力，减小振动风险；
刀尖选小
• 由内向外走刀：腹板未切削部分更厚且 与周边筋条连接，先铣腹板中间系统刚 性更好
腹板加工 –贴实状态
第18页
2 铝合金薄壁
腹板加工 –悬空状态
悬空状态：利用工艺凸台等方式装夹零件，加工腹板时易振动
加工工艺: 粗加工：高速铣，腹板留余量约3mm 精加工：分两类情况 a) 强度足够时：比如框、梁类零件第一面精加工时，腹板有余量厚
度约8mm以上，此时强度尚可，一般采用高速铣分两层加工铣到位即可 第一层，留余量0.5mm 第二层，精铣到位
所以钛合金切削要点为低线速度，薄切削层厚度
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3 钛合金薄壁
钛合金薄壁
钛合金薄壁特征加工特点： 1）壁薄腔深（框梁类零件），切屑排除困难，影响冷却润滑效果 2）刚性差，极易产生切削振动，影响加工效率和表面质量 3）切削中让刀严重，影响加工精度，易产生接刀痕 4）易产生加工变形，其毛坯大都为锻造毛坯，加工中随残余应力的
5刃不等齿距： 减震，高进给
加长刃长：一刀切
偏心铲背：增强 刃口强度
加大芯厚：高刚 性不让刀
加大螺旋角：提 高表面粗糙度
第38页
谢 谢！
第39页
释放极易产生加工变形，影响零件精度
钛合金薄壁特征加工要点： a ) 细分工序减小变形,一般为粗→半精→精，甚至可以多次半精，必
要时每个半精后辅以修基准面 b ) 精光一刀消除接痕和让刀
第26页
3 钛合金薄壁
工艺方案
粗加工：粗加工留余量3mm单边
缘条、筋条加工 –框梁类零件
半精加工：如右图分层加工每个框格，给精加 工留余量约0.5~0.2mm；零件变形大时可以多留 余量多次半精，必要时每个半精后辅以修基准面
第5页
1 薄壁特征
例2— 平尾对接肋和缘条： 特点为独立立筋–这类立筋两头不靠，长度长，高度与壁厚比值大，
因此强度更低，极易发生振动和变形
立筋
第6页
1 薄壁特征
例3— 壁板：壁板外表面结构较为简单，一般为少量下陷、槽、孔、 台阶等；壁板内表面较为复杂，通常有槽、斜面、下陷、台阶、结构 孔等结构
3 钛合金薄壁
刀具
方肩铣刀-MEB190系列 用途：半精侧壁、腹板 特点： • 切削力小-大前角大后角，刃口锋利 • 真90°侧壁-曲线刃设计 • R0.4~R3底角-适应各种底角需求
第34页
3 钛合金薄壁
刀具
超薄壁立筋专用铣刀-需要订制 用途：超薄壁侧铣专用
倒锥：减小接触长度
有效刃长≥层深+1mm
缘条、筋条加工 –独立立筋
第13页
2 铝合金薄壁
两种精加工推荐的走刀方案：
缘条、筋条加工 –独立立筋
• 两侧水平交替走刀： – 两侧走刀高度成水平状，每次走刀均有不错的
刚性支撑，同时编程较简单
• 两侧阶梯交替走刀： – 两侧走刀高度呈阶梯状，能为每次走刀提供更
大的刚性支撑，编程略麻烦
第14页
2 铝合金薄壁
第11页
2 铝合金薄壁
特点：两头不靠，刚性低易振动 走刀、编程限制少
独立立筋
缘条、筋条加工 –独立立筋
第12页
2 铝合金薄壁
工艺要点：
• 粗精均采用高速铣
• 粗加工：给精加工留单边余量3~5mm
• 精加工：a. 先将筋高、端头加工到位
b. 分层铣削，层深约1.5~3mm； 两侧交替走刀； 厚度尺寸直接加工到位
c. 选择更小直径的铣刀，切削力会小一些
d. 选用特制的薄壁专用铣刀加工
第28页
3 钛合金薄壁 增加加强筋或工艺凸台
缘条、筋条加工 –框梁类零件
第29页
3 钛合金薄壁
特点 – 两头不靠，刚性更弱 – 没有框格，走刀限制少
缘条、筋条加工 –单独立筋
工艺方案：
• 粗加工：大进给或R铣刀粗加工，留余量3mm单边
第7页
2 铝合金薄壁
铝合金薄壁
材料特点：航空铝合金结构件通常7系列超硬铝合金，例如7075、 7050等牌号，硬度约HB160切削性良好，非常适合采用高速铣加工
航空铝合金薄壁件毛坯通常为预拉伸板，这类材料经过拉伸处理消除 了材料残余内应力，具有加工后变形量小的特点
铝合金薄壁件加工要点： a）高速铣分层切削 b ) 立筋精加工前厚度余量要留够 c ) 腹板精加工第二面时采用真空吸附夹具
光洁度，减少加工过程振动 • 良好的润滑和排屑-油槽与中心螺
旋内冷设计
注意：1）腹板悬空状态慎用，因为齿数多切削力比普通刀具大 2）最大切深通常不超过R角深度，建议0.5mm
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3 钛合金薄壁
钛合金材料
钛合金材料切削特点： 1）导热系数低，切削热集中在刃口，影响刀具寿命 2）弹性模量小，切削回弹严重，导致刀具后刀面磨损加剧，并易引
• 半精加工：分层加工如下图，给精加工留余量约0.5~0.2mm；零件 变形量大时可以多次半精
第30页
3 钛合金薄壁
• 精加工：如下图分层铣削，类似半精加工走刀 方式但不留余量，最后光刀消除接刀纹路和让刀
缘条、筋条加工 –单独立筋
• 层深根据切削时有无振动情况来调整，高度与壁厚比值越大，层深越 小
贴实 - 真空吸附
悬空 – 工艺凸台
Байду номын сангаас
第16页
2 铝合金薄壁
腹板加工 –贴实状态
贴实状态：利用真空夹具吸附住腹板或专用夹具支撑腹板的方式装夹 零件，腹板与夹具贴合，支撑性好，可以用比较大的切削参数正常加 工
加工工艺: 粗加工：高速铣，腹板留余量约3mm 精加工：高速铣，分两次加工到位
要点：
1) 腹板第二面精加工尽量采用真空夹具夹持，吸附前工艺凸台先压紧
2) 如腹板面较大专用夹具支撑效果不佳时可以修低定位凸台高度 0.03~0.05mm，增加支撑效果
第17页
3 铝合金薄壁
真空吸附夹具
原理：真空吸盘将工件下 方密封区域内的空气排出 ，从而在零件上下表面形 成压强差，在大气压和静 磨擦力作用下将零件压紧 在夹具上
优点： 1）减少干涉，便于编程 2）夹持刚性和稳定性好 3）装夹方便
应用：在航空领域多用于铝合金铣削粗精加工，因为减振和减小零件 变形的优点特别适合于铝合金薄壁件的加工 通常采用小切深轴向分层或者小切宽径向分层方式切削
第9页
2 铝合金薄壁
缘条、筋条两端通常相 互联接
缘条、筋条加工 –框梁类零件
多为封闭的框格 -加工时通常一个框格 一个框格的加工到位
第10页
2 铝合金薄壁
• 腹板上有孔时：第一面粗加工保留孔处 腹板不加工用作第二面加工时的支撑； 第二面精加工完腹板后再铣开窗口
留作支撑
压紧孔
• 辅助支撑：用填充材料填充底面框格后 加工
• 细分层加工：减小切深减小切削力
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2 铝合金薄壁
刀具
铝合金高速方肩铣-MEH系列
• 用途：粗铣、大腹板贴实状态精铣 • 高线速度-可达2000m/min • 编程方便-大的下刀角度 • 配置齐全-刀尖R0.2~R5.0
刀具
常规缩径立铣刀— SA300-RN3系列 – 用途：筋条及腹板的通用高速粗、半精、精铣 – 与薄壁更短的接触长度，减小振动风险 – 粗精加工一体，减少刀具库存 – 周刃减震刃带设计，切削更稳定
缩径
第23页
2 铝合金薄壁
刀具
铝合金腹板精铣刀-非标定制
• 用途：腹板高速高效精铣 • 高效走刀-6刃有效 • 高光洁度-不等长度修光刃，提高
筋条
腹板
缘条
第3页
1 薄壁特征
薄壁加工的难点
振动：薄壁刚性差易引发零件振动，影响工件的 尺寸精度、表面粗糙度和刀具寿命
受力变形：薄壁受力后变形导致尺寸精度难以保 证
受热变形：薄壁更易受切削热传递后发生受热变 形，导致薄壁形位误差；且会导致整个零件应力 变化造成零件变形
第4页
1 薄壁特征
例1— 框、梁类薄壁结构件：框、梁类薄壁特征较类似，除了缘条、 筋条、腹板结构外，还有凸台、下陷、异形孔等结构
R角：根据零 件底角要求
刃口及角度：钛合金专用
不等齿距：减小振动
第35页
3 钛合金薄壁
刀具
钛合金专用缩径铣刀-ST210系列 用途：半精铣侧壁、腹板；精铣侧壁、腹板
阶梯芯厚：容屑 槽大，刚性高
不等螺旋角:减振
锋利刃口：减小 切削力
缩径：防干涉，减 小接触长度
第36页
3 钛合金薄壁
刀具
钛合金专用合金铣刀- ST300系列
注意：1）需要装刀后总体做动平衡，达到G6.3 2）常换刀片螺钉，通常要求每次更换刀片时就更换 3）每次装刀检察跳动和刀片安装情况
第21页
2 铝合金薄壁
刀具
超薄壁立筋专用铣刀-需要订制
倒锥：减小接触长度
有效刃长≥层深+1mm
R角：根据底 角R确定
特制刃口和角度：铝合金专用
第22页
2 铝合金薄壁
第8页
2 铝合金薄壁
高速铣
高速铣：采用高线速度（铝合金通常vc>1000m/min）、高进给、低 切削用量的方式铣削零件
优点：– 90%的切削热被切屑带走，更小的热变形 – 降低切削力30%，薄壁不易振动、受力变形 – 更高的金属去除率 – 更好的表面质量
需求：高转速高功率的机床；刀具需动平衡G6.3以上
用途：钛合金侧壁及腹板粗、半精、精铣；摆线铣
• 不等齿距设计，优异的抗震性能 • 独特排屑槽设计，大容屑空间，排屑顺畅，
粗精一体 • 锥度中心内冷孔设计，优异冷却效果及排屑
性能，可以使用更高的线速度 • 刀具刃数5刃-更快的走刀，更高的效率
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3 钛合金薄壁
刀具
侧壁精铣刀具:ST210-RL5系列 用途：钛合金侧壁精铣，摆线铣，特别适用于最后精光侧面
腹板加工
腹板上特征繁多：薄壁、下陷，凸台、各种孔、沟槽等
孔 下陷
薄壁
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2 铝合金薄壁
腹板加工
腹板通常有悬空和贴实两种状态 – 框、梁类零件精铣第一面时腹板通常为悬空状态 – 框、梁类零件精铣第二面时腹板通常为贴实状态（真空吸附或专用
夹具） – 壁板两面加工为贴实状态（真空吸附） – 部分异形件采用工艺凸台装夹，腹板两面加工都是悬空状态
缘条、筋条加工 –框梁类零件
工艺要点：
• 粗精均采用高速铣
• 粗加工：给精加工留单边余量3~5mm
走刀1
• 精加工：a. 先将筋高、端头加工到位
走刀2
b. 如右图，每个框格分层加工，层深 走刀3
约2~3mm，厚度尺寸到位
优点： • 精加工刚性足– 加工工艺性好，避免振动 • 切削力小，切削热小– 零件变形小 • 精加工无接刀痕– 能保证尺寸精度和表面粗糙度
• 如果立筋高度厚度比特别大，需要订制侧壁加工专用刀具
第31页
3 钛合金薄壁
腹板贴实状态工艺：
腹板加工 贴实状态
• 粗加工：粗铣底面留余量3mm
• 半精加工：方肩刀分层铣削留余量0.5mm
• 精加工：采用方肩铣刀或合金铣刀加工，因为腹板贴实刚性好，可以 采用密齿刀以更快的走刀加工
第32页
3 钛合金薄壁
精加工： a）框格浅时采用合金铣刀一刀切，深时可以
分层切削，最后光刀消除接痕和让刀
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3 钛合金薄壁
超薄筋条工艺
缘条、筋条加工 –框梁类零件
超薄筋条缘条： 工艺方案与通用方案类似，需要注意以下几点
a. 减小分层高度，以减小切削力。分层高度根据高度与厚度比值来调 整，比值越大，层深越小
b. 增加支撑，比如加强筋、工艺凸台（最后去掉）…等等能增强薄壁 刚性的方法（见后面页）
腹板悬空状态特点：刚性薄弱易振动
腹板加工 悬空状态
加工工艺： • 粗加工：粗铣底面留余量3mm
• 半精加工：方肩刀分层铣削留余量0.5mm
• 精加工：采用方肩铣刀或合金铣刀精加工到位，最后可光刀消除接痕 和让刀
需要从刀具、走刀、辅助支撑等方面想办法，参考前面铝合金腹板悬 空状态的精加工方法
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航空零件典型结构机加工艺
—薄壁特征机加工工艺
XXX 2020-05-20
目录
1 薄壁特征定义 2 铝合金薄壁的加工 3 钛合金薄壁的加工
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1 薄壁特征
薄壁特征定义：结构厚度尺寸通常在2毫米及以下的特征；以立筋来 说高度与厚度比值≥30的特征也可以认为是薄壁特征
主要体现为缘条、筋条类立式薄壁特征和腹板类卧式薄壁特征 按材料主要分为：铝合金薄壁和钛合金薄壁
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2 铝合金薄壁
腹板加工
b) 强度不足时：此时腹板薄弱，需要从刀具、走刀、辅助 –悬空状态
支撑等方面想办法减小切削力增强系统刚性；最后可光刀消除接痕和让刀
• 刀具：选小刀尖，刃口锋利的刀具，减 小切削力和轴向分力，减小振动风险；
刀尖选小
• 由内向外走刀：腹板未切削部分更厚且 与周边筋条连接，先铣腹板中间系统刚 性更好
腹板加工 –贴实状态
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2 铝合金薄壁
腹板加工 –悬空状态
悬空状态：利用工艺凸台等方式装夹零件，加工腹板时易振动
加工工艺: 粗加工：高速铣，腹板留余量约3mm 精加工：分两类情况 a) 强度足够时：比如框、梁类零件第一面精加工时，腹板有余量厚
度约8mm以上，此时强度尚可，一般采用高速铣分两层加工铣到位即可 第一层，留余量0.5mm 第二层，精铣到位