一种飞机结构件腹板铣削表面粗糙度预测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114239140A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111532155.6(22)申请日2021.12.15(71)申请人成都飞机工业（集团）有限责任公司地址610000四川省成都市青羊区黄田坝纬一路88号(72)发明人宋戈隋少春牟文平姜振喜李卫东王伟赵中刚(74)专利代理机构四川力久律师事务所51221代理人林秋雅(51)Int.Cl.G06F30/15(2020.01)G06F30/17(2020.01)G06F30/20(2020.01)权利要求书3页说明书7页附图6页(54)发明名称一种飞机结构件腹板铣削表面粗糙度预测方法(57)摘要本发明公开了一种飞机结构件腹板铣削表面粗糙度预测方法，将铣削刀具参数（直径、底角半径、底刃倾角）及工艺参数（每齿进给量、切削深度）作为输入，建立切入端刀齿与腹板材料残留之间的接触关系模型；根据刀具直径D、底角半径r计算得到的底齿中心距Do，结合每齿进给量fz定义切出端刀齿形成轮廓与切入端刀齿形成轮廓的重合关系模型；以重合系数范围为依据，计算切入端材料残留轮廓与切出端材料残留轮廓相对位置关系及轮廓交点特征；根据接触关系模型和重合关系模型，分别计算每种工况下腹板轮廓交点处的材料残留高度；根据每种工况下最终轮廓交点高度，计算腹板铣削表面粗糙度Ra，能够实现飞机结构件腹板铣削表面粗糙度的准确预测。CN114239140ACN114239140A权利要求书1/3页1.一种飞机结构件腹板铣削表面粗糙度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：根据铣刀底刃倾角α、底角半径r、切削深度ap和每齿进给量fz，计算切削深度ap与底刃‑底角切点T之间的高度关系，并计算每齿进给量fz与切点T对应的底角切削范围L之间的长度关系，判定刀具与腹板已加工表面之间的接触关系，建立切入端刀齿与腹板材料残留之间的接触关系模型；根据刀具直径D、底角半径r计算得到的底齿中心距Do，结合每齿进给量fz定义切出端刀齿形成轮廓与切入端刀齿形成轮廓的重合关系模型，即定义两个轮廓间的重合系数Kf；步骤二：在底刃底角共同参与腹板表面轮廓形成工况下，以重合系数范围为依据，计算切入端材料残留轮廓与切出端材料残留轮廓相对位置关系及轮廓交点特征；在只有底角参与腹板表面轮廓形成工况下，以重合系数范围为依据，计算切入端材料残留轮廓与切出端材料残留轮廓相对位置关系及轮廓交点特征；步骤三：根据接触关系模型和重合关系模型，分别计算每种工况下腹板轮廓交点处的材料残留高度；步骤四：根据每种工况下最终轮廓交点高度，计算腹板铣削表面粗糙度Ra。2.根据权利要求1所述的一种飞机结构件腹板铣削表面粗糙度预测方法，其特征在于，所述步骤一中，切点高度表示为hT=r(1‑cosα)，切点T对应的底角切削范围L表示为L=2rsinα；若ap≤hT，则只有底角参与腹板轮廓的形成；若ap>hT且fz≤L，则只有底角参与腹板轮廓的形成；若ap>hT且fz>L，则底角与底刃共同参与腹板轮廓的形成。3.根据权利要求1所述的一种飞机结构件腹板铣削表面粗糙度预测方法，其特征在于，所述步骤一中，重合系数Kf=MOD(Do/fz)/fz，其中“MOD”表示取余运算。4.根据权利要求1所述的一种飞机结构件腹板铣削表面粗糙度预测方法，其特征在于，所述步骤二中，底刃底角共同参与腹板表面轮廓形成工况下，切入端刀齿轮廓的材料残留高度hr_01为：；工况A‑01：Kf=0，单个每齿进给量fz长度范围内，切出端轮廓与切入端轮廓中由底角形成的圆弧区域完全重合，底刃形成的直线区域存在1个交点；20.5工况A‑02：0<Kf<1‑2(2rap‑ap)/fz，单个每齿进给量fz长度范围内，切出端轮廓与切入端轮廓存在4个交点；20.5工况A‑03：Kf=1‑2(2rap‑ap)/fz，单个每齿进给量fz长度范围内，切出端轮廓与切入端轮廓存在3个交点，且其中两个交点的高度与单个轮廓的最大残留高度相同；20.5工况A‑04：1‑2(2rap‑ap)/fz<Kf<1，单个每齿进给量fz长度范围内，切出端轮廓与切入端轮廓存在2个交点。5.根据权利要求4所述的一种飞机结构件腹板铣削表面粗糙度预测方法，其特征在于，所述步骤三中，2CN114239140A权利要求书2/3页以hr_01为基础，计算A‑01、A‑02、A‑03、A‑04工况下的最终轮廓交点高度；工况A‑01：Kf=0，1个交点高度由下式计算获得：；20.5工况A‑02：0<Kf<1‑2(2rap‑ap)/fz，4个交点高度h1、h2、h3、h4分别由下式计算获得：；；上式中KA为过程计算变量，；；20.5工况A‑03：Kf=1‑2(2rap‑ap)/fz，2个交点高