一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，特別涉及了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在研制一種大深腔結(jié)構(gòu)航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件時(shí)產(chǎn)生的，由于零件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為異型深腔結(jié)構(gòu)，腔深約160mm、進(jìn)口直徑約為Φ260mm，進(jìn)口寬度約為100mm，呈半封閉夾角40度V型結(jié)構(gòu)，封閉腔底部由R14_圓角過(guò)渡，一側(cè)為長(zhǎng)懸臂厚度為6_的發(fā)動(dòng)機(jī)盤輻板結(jié)構(gòu)，另一側(cè)為厚度3mm的斜錐面結(jié)構(gòu)，弱剛性。
[0003]大深腔結(jié)構(gòu)零件形狀復(fù)雜，加工尺寸和位置精度都較高，輻板內(nèi)孔表面跳動(dòng)不大于0.02mm,端面跳動(dòng)為0.02mm,零件最小壁厚為3mm,屬于薄壁、大深腔結(jié)構(gòu)，剛性較差,裝夾易變形。零件材料為難加工材料鈦合金，零件毛坯為模鍛件，加工余量較大。零件的加工難點(diǎn)主要集中在深腔內(nèi)型面和盤體表面，如何保證零件尺寸、位置精度，給加工帶來(lái)很大的困難。
[0004]傳統(tǒng)針對(duì)該類結(jié)構(gòu)零件的加工，通常采用普通的機(jī)夾數(shù)控非標(biāo)方刀桿進(jìn)行加工，致使加工刀具懸伸極長(zhǎng)，加工振顫嚴(yán)重，加工后的零件表面質(zhì)量和幾何精度無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求，加工后的表面需要通過(guò)后續(xù)手工拋光來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)大深腔結(jié)構(gòu)盤類零件加工過(guò)程中零件幾何精度和表面質(zhì)量，特提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法。
[0006]本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，具體步驟如下:
[0007]第一步，采用具有40_90bar冷卻水壓力的數(shù)控立式車床加工零件。
[0008]第二步，零件粗加工時(shí)針對(duì)零件深腔結(jié)構(gòu)使用壓力為40_90bar的高壓冷卻水的內(nèi)冷車刀進(jìn)行加工，加工過(guò)程中能夠?qū)⑶行即驍嘧兂伤樾?，可以提高加工效率、提高刀具耐用度、降低刀具成本和保證表面質(zhì)量。
[0009]第三步，主要加工路線為:粗車前端一粗車后端一真空消除應(yīng)力熱處理一精車前端型面一精車后端型面，粗加工和精加工均采用數(shù)控立式車床進(jìn)行加工。
[0010]第四步，零件深腔精車加工時(shí)利用直徑為4-6mm的球形刀片對(duì)零件型面進(jìn)行分層加工，每層加工深度控制在0.3-0.5mm之間；
[0011]車加工切削速度VC = 40-60m/min，進(jìn)給量F = 0.1-0.15mm/r,以控制零件的變形量，避免因切削力過(guò)大造成零件變形，同時(shí)球形刀片有利于提高零件表面質(zhì)量和加工效率。
[0012]第五步，精車加工時(shí)采用機(jī)床在線測(cè)量功能進(jìn)行零件尺寸測(cè)量，編制程序時(shí)首先車加工0.3?0.5mm零件材料，利用機(jī)床在線測(cè)量功能測(cè)量實(shí)際加工值，根據(jù)程序設(shè)定值由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)計(jì)算刀補(bǔ)偏差值輸入機(jī)床刀具磨耗值中，對(duì)刀具偏差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，按照程序執(zhí)行下一層的0.3?0.5mm材料切削，完成零件最終尺寸加工。
[0013]所述的粗車前端和粗車后端,粗加工后零件表面均勻留Imm?2mm余量。
[0014]所述的零件粗加工后，用真空爐進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，去除零件粗加工殘余應(yīng)力。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0016]本發(fā)明所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，加工出的零件幾何尺寸和表面質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，由于采用高壓冷卻刀具，車加工刀片耐用度與傳統(tǒng)冷卻相比提高50%以上，單臺(tái)減少刀具消耗降低，由于零件表面質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，單臺(tái)減少零件后續(xù)拋光工作量，節(jié)約工時(shí)費(fèi)用，并為加工同類結(jié)構(gòu)零件奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0018]圖1為零件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]本實(shí)施例所述的本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，具體步驟如下:
[0021]第一步，采用具有40bar冷卻水壓力的數(shù)控立式車床加工零件。
[0022]第二步，零件粗加工時(shí)針對(duì)零件深腔結(jié)構(gòu)使用壓力為40bar的高壓冷卻水的內(nèi)冷車刀進(jìn)行加工，加工過(guò)程中能夠?qū)⑶行即驍嘧兂伤樾?，可以提高加工效率、提高刀具耐用度、降低刀具成本和保證表面質(zhì)量。
[0023]第三步，主要加工路線為:粗車前端一粗車后端一真空消除應(yīng)力熱處理一精車前端型面一精車后端型面，粗加工和精加工均采用數(shù)控立式車床進(jìn)行加工。
[0024]第四步，零件深腔精車加工時(shí)利用直徑為4mm的球形刀片對(duì)零件型面進(jìn)行分層加工，每層加工深度控制在0.3mm之間；
[0025]車加工切削速度VC = 40m/min,進(jìn)給量F = 0.lmm/r,以控制零件的變形量，避免因切削力過(guò)大造成零件變形，同時(shí)球形刀片有利于提高零件表面質(zhì)量和加工效率。
[0026]第五步，精車加工時(shí)采用機(jī)床在線測(cè)量功能進(jìn)行零件尺寸測(cè)量，編制程序時(shí)首先車加工0.3mm零件材料，利用機(jī)床在線測(cè)量功能測(cè)量實(shí)際加工值，根據(jù)程序設(shè)定值由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)計(jì)算刀補(bǔ)偏差值輸入機(jī)床刀具磨耗值中，對(duì)刀具偏差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，按照程序執(zhí)行下一層的0.3mm材料切削，完成零件最終尺寸加工。
[0027]所述的粗車前端和粗車后端，粗加工后零件表面均勻留Imm余量。
[0028]所述的零件粗加工后，用真空爐進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，去除零件粗加工殘余應(yīng)力。
[0029]實(shí)施例2
[0030]本實(shí)施例所述的本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，具體步驟如下:
[0031]第一步，采用具有60bar冷卻水壓力的數(shù)控立式車床加工零件。
[0032]第二步，零件粗加工時(shí)針對(duì)零件深腔結(jié)構(gòu)使用壓力為60bar的高壓冷卻水的內(nèi)冷車刀進(jìn)行加工，加工過(guò)程中能夠?qū)⑶行即驍嘧兂伤樾?，可以提高加工效率、提高刀具耐用度、降低刀具成本和保證表面質(zhì)量。
[0033]第三步，主要加工路線為:粗車前端一粗車后端一真空消除應(yīng)力熱處理一精車前端型面一精車后端型面，粗加工和精加工均采用數(shù)控立式車床進(jìn)行加工。
[0034]第四步，零件深腔精車加工時(shí)利用直徑為5mm的球形刀片對(duì)零件型面進(jìn)行分層加工，每層加工深度控制在0.4mm之間；
[0035]車加工切削速度VC = 50m/min,進(jìn)給量F = 0.12mm/r,以控制零件的變形量，避免因切削力過(guò)大造成零件變形，同時(shí)球形刀片有利于提高零件表面質(zhì)量和加工效率。
[0036]第五步，精車加工時(shí)采用機(jī)床在線測(cè)量功能進(jìn)行零件尺寸測(cè)量，編制程序時(shí)首先車加工0.4mm零件材料，利用機(jī)床在線測(cè)量功能測(cè)量實(shí)際加工值，根據(jù)程序設(shè)定值由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)計(jì)算刀補(bǔ)偏差值輸入機(jī)床刀具磨耗值中，對(duì)刀具偏差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，按照程序執(zhí)行下一層的0.4mm材料切削，完成零件最終尺寸加工。
[0037]所述的粗車前端和粗車后端，粗加工后零件表面均勻留1.5mm余量。
[0038]所述的零件粗加工后，用真空爐進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，去除零件粗加工殘余應(yīng)力。
[0039]實(shí)施例3
[0040]本實(shí)施例提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，具體步驟如下:
[0041]第一步，采用具有90bar冷卻水壓力的數(shù)控立式車床加工零件。
[0042]第二步，零件粗加工時(shí)針對(duì)零件深腔結(jié)構(gòu)使用壓力為90bar的高壓冷卻水的內(nèi)冷車刀進(jìn)行加工，加工過(guò)程中能夠?qū)⑶行即驍嘧兂伤樾?，可以提高加工效率、提高刀具耐用度、降低刀具成本和保證表面質(zhì)量。
[0043]第三步，主要加工路線為:粗車前端一粗車后端一真空消除應(yīng)力熱處理一精車前端型面一精車后端型面，粗加工和精加工均采用數(shù)控立式車床進(jìn)行加工。
[0044]第四步，零件深腔精車加工時(shí)利用直徑為6mm的球形刀片對(duì)零件型面進(jìn)行分層加工，每層加工深度控制在0.5mm ；
[0045]車加工切削速度VC = 60m/min,進(jìn)給量F = 0.15mm/r,以控制零件的變形量，避免因切削力過(guò)大造成零件變形，同時(shí)球形刀片有利于提高零件表面質(zhì)量和加工效率。
[0046]第五步，精車加工時(shí)采用機(jī)床在線測(cè)量功能進(jìn)行零件尺寸測(cè)量，編制程序時(shí)首先車加工0.5mm零件材料，利用機(jī)床在線測(cè)量功能測(cè)量實(shí)際加工值，根據(jù)程序設(shè)定值由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)計(jì)算刀補(bǔ)偏差值輸入機(jī)床刀具磨耗值中，對(duì)刀具偏差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，按照程序執(zhí)行下一層的0.5mm材料切削，完成零件最終尺寸加工。
[0047]所述的粗車前端和粗車后端，粗加工后零件表面均勻留2mm余量。
[0048]所述的零件粗加工后，用真空爐進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，去除零件粗加工殘余應(yīng)力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，具體步驟如下: 第一步，采用具有40-90bar冷卻水壓力的數(shù)控立式車床加工零件； 第二步，零件粗加工時(shí)針對(duì)零件深腔結(jié)構(gòu)使用壓力為40-90bar的高壓冷卻水的內(nèi)冷車刀進(jìn)行加工，加工過(guò)程中能夠?qū)⑶行即驍嘧兂伤樾迹? 第三步，主要加工路線為:粗車前端一粗車后端一真空消除應(yīng)力熱處理一精車前端型面一精車后端型面，粗加工和精加工均采用數(shù)控立式車床進(jìn)行加工； 第四步，零件深腔精車加工時(shí)利用直徑為4-6mm的球形刀片對(duì)零件型面進(jìn)行分層加工，每層加工深度控制在0.3-0.5mm之間； 車加工切削速度VC = 40-60m/min，進(jìn)給量F = 0.1-0.15mm/r,以控制零件的變形量，避免因切削力過(guò)大造成零件變形，同時(shí)球形刀片有利于提高零件表面質(zhì)量和加工效率；第五步，精車加工時(shí)采用機(jī)床在線測(cè)量功能進(jìn)行零件尺寸測(cè)量，編制程序時(shí)首先車加工0.3?0.5mm零件材料，利用機(jī)床在線測(cè)量功能測(cè)量實(shí)際加工值，根據(jù)程序設(shè)定值由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)計(jì)算刀補(bǔ)偏差值輸入機(jī)床刀具磨耗值中，對(duì)刀具偏差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，按照程序執(zhí)行下一層的0.3?0.5mm材料切削，完成零件最終尺寸加工。2.按照權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，其特征在于:所述的粗車前端和粗車后端，粗加工后零件表面均勻留Imm?2mm余量。3.按照權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，其特征在于:所述的零件粗加工后，用真空爐進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，去除零件粗加工殘余應(yīng)力。
【專利摘要】一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件大深腔結(jié)構(gòu)的數(shù)控車削方法，具體步驟如下：采用具有40-90bar冷卻水壓力的數(shù)控立式車床加工零件；零件粗加工時(shí)針對(duì)零件深腔結(jié)構(gòu)使用壓力為40-90bar的高壓冷卻水的內(nèi)冷車刀進(jìn)行加工，加工過(guò)程中能夠?qū)⑶行即驍嘧兂伤樾?；主要加工路線為：粗車前端→粗車后端→真空消除應(yīng)力熱處理→精車前端型面→精車后端型面，粗加工和精加工均采用數(shù)控立式車床進(jìn)行加工。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：加工出的零件幾何尺寸和表面質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，由于采用高壓冷卻刀具，車加工刀片耐用度與傳統(tǒng)冷卻相比提高50％以上，單臺(tái)減少刀具消耗降低，由于零件表面質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，節(jié)約工時(shí)費(fèi)用。
【IPC分類】B23B1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105562717
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410538049
【發(fā)明人】韓德印, 張瑩, 王辛牧, 趙明, 楊楠
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年10月13日