基于鈦合金整體鍛造件的深腔加工方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種深腔的加工方法，具體設及一種基于鐵合金整體鍛造件的深腔的 加工方法，屬于機械加工技術領域。本發明為解決深槍加工難的問題提供了一種新思路和 方法。
【背景技術】
[0002] 鐵合金具有高比強度、耐熱性強、耐腐蝕、良好的低溫性能等許多優良特性，是具 有發展前途的新型結構材料，在航空、航天等工業應用越來越廣泛。鐵合金有許多優良的性 能，但是其切削加工性差，關鍵在于鐵合金本身的化學、物理、力學性能間的綜合對其切削 加工性的影響，尤其對于航空、航天等行業應用的鐵合金零件很多是基于整體鍛造件的深 腔結構其加工難度更大。
[0003] 現有的深腔加工普遍的方法有兩種：一是采用立銳刀層層用刀具側刃銳進行加 工，二是先刀具底刃插銳、后再用刀具側刃精銳的加工方法。由于本專利設及的是深腔結 構，采用第一種加工方法，側銳刀具無法達到如此深度，或者由于刀具懸伸量的增加使得刀 具旋轉時振動增大從而無法保證加工精度。采用第二種加工方法即插銳加工方法，運是腔 類零件主要的加工方法。
[0004] 專利申請號為201110304618. 3的發明專利公開了一種插銳刀具路徑優化方法， 其特點在于通過插銳進刀、插銳移刀和快速退刀的刀具路徑規劃，解決了插銳時切入工 件的沖擊過大，退刀時刀具刮傷工件等問題；專利申請號為201210054496. 1的發明專利 公開了一種轉角特征插銳刀軌自動生成方法，其特點在于能夠自動計算轉角插銳區域、 轉角軸向和生成插銳的幾何輔助點，并且通過得到的幾何輔助點自動生成零件所有轉 角的插銳刀軌，解決了轉角插銳手動編程過程繁瑣、復雜、效率低等問題；專利申請號為 201210413326.8的發明專利公開了一種基于槽腔特征的飛機結構件高效粗加工方法，其特 點在于根據粗加工余量、刀具直徑、刀具切深等信息，自動生成槽腔粗加工插銳刀位點，然 后根據設定的走刀策略生成插銳粗加工軌跡W及銀齒殘留清除軌跡，提高了飛機結構件粗 加工效率，降低刀具損耗，節約成本；專利申請號為200810246906.6的發明專利公開了一 種航空發動機機厘五軸插銳加工方法，其特點在于其工藝過程包括零件加工的工藝分析、 制定工藝路線、選擇刀具、選用切削參數、數控程序編制及加工過程，提高了機厘加工效 率，降低了加工成本。
[0005] 上述專利存在的一個共同點就是只考慮了深腔的粗加工，對于采用插銳進行精加 工沒有設及，同時沒有提供適合鐵合金插銳加工的參數和方法。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種針對鐵合金整體鍛造件的深 腔加工工藝，W提高產品的生產率和質量。
[0007] 本發明通過W下技術方案實現：
[000引一種基于鐵合金整體鍛造件的深腔加工方法，步驟如下：
[0009] 步驟一：在數控銳床或者加工中屯、上進行深腔的加工，首先選用無涂層的硬質合 金的鉆削刀片和相應刀桿進行鉆孔加工，采用內冷卻方式，在鐵合金整體鍛造件上面鉆孔。
[0010] 步驟二：采用TiAlN涂層的插銳刀片和相應刀桿對深腔進行插鉆加工，采用"S"形 的加工路徑，行距S根據刀具直徑確定，采用如下的加工參數進行插鉆加工：切削速度V= 30m/min、徑向切深曰。=0. 3X刀具直徑、每齒進給量fz=0. 〇8mm/z，W圓弧方式退刀，采 用內冷卻方式。
[0011] 步驟Ξ:采用和步驟二同樣的刀片和刀桿進行插銳粗加工，采用"S"形的加工路 徑，采用的行距S= 5mm，其它的加工參數和步驟2相同，W圓弧方式退刀，采用內冷卻方 式；
[0012] 步驟四：采用和步驟二同樣的刀片和刀桿進行插銳精加工，采用"S"形的加工路 徑，采用的行距S根據公式進行選擇，其它的加工參數和步驟2相同，W圓弧方式退刀，采用 內冷卻方式；
[0013] 步驟五：采用圓頭銳刀進行深腔底部圓角的銳削加工；
[0014] 步驟六：對深腔進行拋光。
[0015] 所述步驟二：行距S=0.5X刀具直徑。
[0016] 所述步驟四：采用的行距
[0017] 刀具的選擇，由于鐵合金屬于難加工材料，對其加工時刀具的磨損很快，消耗量很 大，所W采用機夾刀片和刀桿對深腔進行加工。
[0018] 本發明的有益效果為：
[0019] 1、深腔的加工采用的刀具數量較少，減少了換刀次數和相應的輔助時間；2、提供 了適合鐵合金加工的參數，提高了刀具的耐用度；3、使用插銳的加工方式進行精加工，保證 了深腔的加工精度。
【附圖說明】
[0020] 下面結合附圖及實施例對發明進行進一步詳細說明：
[0021] 圖1是本發明的深腔的結構示意圖。
[0022] 圖2是本發明的深腔插鉆加工方式的走刀軌跡示意圖。
[0023] 圖3是本發明的深腔插銳加工殘余高度的示意圖。
[0024] 圖4是本發明的深腔插銳退刀的示意圖。 陽02引圖中：1、鉆孔，2、插銳刀具，3、走刀軌跡，4、退刀路徑。
【具體實施方式】
[00%] 本發明專利設及的是鐵合金整體鍛造件的深腔加工，首先選擇在數控銳床或者加 工中屯、完成深腔全部工序的加工，為了適應鐵合金加工的特點，即刀具磨損快、消耗量大， 采用機夾刀片和刀桿對深腔進行加工。
[0027] 見圖1至圖4,本發明的加工工藝包括如下步驟：
[0028] 步驟一：選用無涂層的硬質合金的鉆削刀片和相應刀桿組成的鉆削刀具進行鉆孔 1加工，本發明采用的鉆削刀具直徑是50mm，采用內冷卻方式，如圖所示，在鐵合金整體鍛 造件上表面入刀，加工參數如下：切削速度V= 50~60m/min，進給量f,= 0. 08~0. 1mm/ Z。鉆孔1深度和腔深相適應。
[0029] 步驟二：在鉆孔1的基礎上，采用TiAlN涂層的插銳刀片和相應刀桿組成的插銳刀 具2對深腔進行插鉆加工，本發明采用的插銳刀具直徑是40mm，采用"S"形的走刀軌跡3， 采用如下的加工參數進行插鉆加工：橫向和縱向的行距S= 0. 5X刀具直徑、切削速度V= 30m/min、徑向切深曰。=0. 3X刀具直徑、每齒進給量fz= 〇.〇8mm/z，W圓弧方式為退刀路 徑4,采用內冷卻方式。
[0030] 步驟Ξ:采用和步驟二同樣的插銳刀具2進行插銳粗加工，加工路徑只需沿著插 鉆遺留下來的腔壁進行插銳即可，采用的行距S= 5mm，其它的加工參數和步驟2相同，W圓 弧方式為退刀路徑4,采用內冷卻方式；
[0031] 步驟四：采用和步驟二同樣的插銳刀具2但是需要更換新的插銳刀片，沿腔壁依 次進行插銳精加工，采用的行距S根據深腔所需的殘留高度W及插銳刀具的直徑所確定， 具體的公式推導如下：
其中R:插銳刀具直徑；Rz:插銳精加工的殘余高度。本發明的深腔壁的表面粗糖度要求較 高，插銳精加工的殘余高度設定為化=0. 005mm，又因為插銳刀具直徑為40mm，故所需的行 距S= 1. 26mm，設定S為1. 2mm。其它的加工參數和步驟2相同，W圓弧方式為退刀路徑4， 采用內冷卻方式；
[0032] 步驟五：采用圓頭銳刀進行深腔底部圓角的銳削加工；
[0033] 步驟六：對深腔進行拋光。
[0034] 采用此加工工藝方法，不僅適用于鐵合金等難加工材料，改變加工參數后也可適 用于侶合金等容易變形材料的深腔加工，可W保證深腔的變形公差±0.1mm，壁厚的尺寸公 差±0.1mm，加工表面無燒傷，表面質量完好。
【主權項】
1. 一種基于鐵合金整體鍛造件的深腔加工方法，步驟如下： 步驟一：在數控銳床或者加工中屯、上進行深腔的加工，首先選用無涂層的硬質合金的 鉆削刀片和相應刀桿進行鉆孔加工，采用內冷卻方式，在鐵合金整體鍛造件上面鉆孔； 步驟二：采用TiAlN涂層的插銳刀片和相應刀桿對深腔進行插鉆加工，采用"S"形的加 工路徑，切削速度V= 30m/min、徑向切深ae= 0. 3X刀具直徑、每齒進給量fZ= 0. 08mm/ z，W圓弧方式退刀，采用內冷卻方式； 步驟Ξ:采用和步驟二同樣的刀片和刀桿進行插銳粗加工，采用"S"形的加工路徑，采 用的行距S= 5mmW圓弧方式退刀，采用內冷卻方式； 步驟四：插銳精加工，采用"S"形的加工路徑，W圓弧方式退化采用內冷卻方式，刀片 和刀桿規格與步驟二相同，但須采用新刀片； 步驟五：采用圓頭銳刀進行深腔底部圓角的銳削加工； 步驟六：對深腔進行拋光。2. 根據權利要求1所述的一種基于鐵合金整體鍛造件的深腔加工方法，其特征在于， 所述步驟二的"S"形的加工路徑的行距S= 0. 5X刀具直徑。3. 根據權利要求1所述的一種基于鐵合金整體鍛造件的深腔加工方法，其特征在于， 所述步驟四的"S"形的加工路徑，采用的行距其中R:插銳刀具直徑；Rz: 插銳精加工的殘余高度，其他切削速度V= 30m/min、徑向切深曰。=0. 3X刀具直徑、每齒 進給量fz二 0. 〇8mm/z。
【專利摘要】本發明公開一種基于鈦合金整體鍛造件的深腔加工方法，步驟如下：首先選用無涂層的硬質合金的鉆削刀片進行鉆孔加工，采用內冷卻方式；采用涂層插銑刀片對深腔進行插鉆加工，采用“S”形的加工路徑，行距S＝0.5×刀具直徑、切削速度v＝30m/min、徑向切深ae＝0.3×刀具直徑、每齒進給量fZ＝0.08mm/z，以圓弧方式退刀；采用同樣的刀片進行插銑粗加工，采用“S”形的加工路徑，采用的行距S＝5mm；進行插銑精加工，采用“S”形的加工路徑，采用的行距以圓弧方式退刀，采用內冷卻方式；采用圓頭銑刀進行深腔底部圓角的銑削加工；最后拋光。本發明深腔的加工采用的刀具數量較少，減少了換刀次數和相應的輔助時間，提高了刀具的耐用度，保證了深腔的加工精度。
【IPC分類】B23P13/02
【公開號】CN105312835
【申請號】CN201510848955
【發明人】陳雪梅, 張文光, 傅玉燦, 陳偉, 何磊, 孫濤, 莫建勇
【申請人】成都飛機工業（集團）有限責任公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月27日