CN103551816B - 一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法 - Google Patents

一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法。本发明的技术方案如下：所述加工方法包括如下步骤：粗车工序一；热处理工序一；粗车工序二；热处理工序二；细车工序；热处理工序三；精车工序。本发明提供一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法，通过制定合理的加工工艺参数，采用合适的刀具，使钛铝合金薄壁机匣加工变形得到了控制，满足了加工要求。

Description

一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法
技术领域
本发明涉及一种零件的加工方法，特别涉及一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法。
背景技术
航空发动机的一种钛铝合金薄壁机匣，该零件毛料为锻件，因零件结构特殊，尺寸公差要求严，去除余量非常大，加之材料硬度高，所以极难加工，加工过程中零件容易产生变形。该零件的型腔部位进口宽度仅为24mm、型腔深度的最大值达到了55mm并且为薄壁型面，因槽太深，没有合适的刀具来加工；零件结构特殊，加工时零件与刀具容易发生碰撞，刀具行进轨迹不安全；零件材料硬，刀具磨损情况严重，无法保证加工精度；精车时零件壁更薄(型腔加工后壁厚为2mm)，对型面进行加工时零件容易产生变形。
发明内容
本发明提供一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法，通过制定合理的加工工艺参数，采用合适的刀具，使钛铝合金薄壁机匣加工变形得到了控制，满足了加工要求。
本发明的技术方案如下：
一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)粗车工序一：将所述钛铝合金薄壁机匣锻件的外壁车加工出一个直槽，得到粗加工半成品；所述直槽的槽深为40mm、槽宽为16mm；车加工所述直槽的工艺参数为：转速n＝6～8r/min、进给量f＝0.1～0.2mm/r、切深ap＝4～6mm，使用焊接车刀，所述车刀材料为YD15；
(2)热处理工序一：将所述粗加工半成品进行热处理，淬火温度1040～1060℃，保温时间2h，油淬；时效温度840～860℃，保温时间9～11h；
(3)粗车工序二：将所述粗加工半成品的所述直槽车加工为型面槽，所述型面槽的槽深的最深处为55mm、槽宽为20mm，将所述锻件的其它部位加工成形，得到粗加工产品，所述粗加工产品的尺寸距所述钛铝合金薄壁机匣最终尺寸单边均匀留出2mm加工余量；车加工所述型面槽的工艺参数为：转速n＝6～8r/min、进给量f＝0.1～0.2mm/r、切深ap＝4～6mm，使用成型车刀，所述成型车刀材料为YG8；
(4)热处理工序二：将所述粗加工产品进行热处理，时效温度840～860℃，保温时间3～5h；
(5)细车工序：采用数控立车加工，将所述粗加工产品均匀去除1mm余量，得到半成品，所述半成品的尺寸距所述钛铝合金薄壁机匣最终尺寸单边均匀留出1mm加工余量；将所述型面槽加工为外型槽，所述外型槽的槽深为55mm、槽宽为22mm；车加工所述外型槽的工艺参数为：转速n＝14～16r/min、进给量f＝0.08～0.1mm/r、切深ap＝0.3～0.4mm，使用专用车刀；所述专用车刀材料为硬质合金，所述专用车刀为成型R2球刀，所述专用车刀长为200～205mm；
(6)热处理工序三：将所述半成品进行热处理，时效温度840～860℃，保温时间3～5h；
(7)精车工序：采用数控立车加工，将所述半成品均匀去除1mm余量，将所述外型槽加工为成品槽，所述成品槽的槽深为55mm、槽宽为24mm；车加工所述成品槽的工艺参数为：转速n＝14～16r/min、进给量f＝0.08～0.1mm/r、切深ap＝0.2～0.4mm，使用所述专用车刀；所述精车工序在刀具补偿量程序中留0.3mm余量，换上新的所述专用车刀去除最后的余量达到所述钛铝合金薄壁机匣的最终尺寸，得到所述钛铝合金薄壁机匣的成品。
本发明的有益效果：
1、粗车工序一和粗车工序二加工时，因钛铝合金材料硬度高，采用了低转速、小进给量的加工参数。转速n＝6～8r/min、进给量为f＝0.1～0.2mm/r时加工效果最好，提高进给量会烧刀，同时零件表面粗糙度不好。
2、粗车工序二阶段即加工出整个零件轮廓，粗车后实物距零件最终尺寸单边均匀留出2mm加工余量；粗车工序二阶段去除大部分加工余量，使后续加工阶段的加工余量较小、余量去除更均匀，加工应力分布均衡，零件变形减小。
3、热处理工序一，去除所述粗加工产品的组织应力和加工应力，使后续加工阶段的加工应力减小，零件变形减小。热处理工序二、热处理工序三分阶段进行时效处理，可以消除各阶段的加工应力，减少零件变形。
4、细车工序、精车工序加工阶段提高加工转速，转速n＝14～16r/min，加工转速的提高可提高加工效率，又能够保证零件变形在可控范围。
5、细车工序、精车工序加工阶段所用专用车刀长为200～205mm，为特制刀具，这样才能满足加工深度达55mm槽的需求。
附图说明
图1为钛铝合金薄壁机匣尺寸剖视图；
图2为专用正车刀尺寸图；
图3为专用角度车刀尺寸图；
图4为专用反车刀尺寸图。
具体实施方式
如图1所示的钛铝合金薄壁机匣，外圆为外壁上的成品槽的槽深为55mm、槽宽为24mm；毛料锻件外圆为
一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)粗车工序一：将所述钛铝合金薄壁机匣锻件的外壁车加工出一个直槽，得到粗加工半成品；所述直槽的槽深为40mm、槽宽为16mm；车加工所述直槽的工艺参数为：转速n＝8r/min、进给量f＝0.1mm/r、切深ap＝6mm，使用焊接车刀，所述车刀材料为YD15；
(2)热处理工序一：将所述粗加工半成品进行热处理，淬火温度1060℃，保温时间2h，油淬；时效温度850℃，保温时间10h；
(3)粗车工序二：将所述粗加工半成品的所述直槽车加工为型面槽，所述型面槽的槽深的最深处为55mm、槽宽为20mm，将所述锻件的其它部位加工成形，得到粗加工产品，所述粗加工产品的尺寸距所述钛铝合金薄壁机匣最终尺寸单边均匀留出2mm加工余量(外圆为)；车加工所述型面槽的工艺参数为：转速n＝10r/min、进给量f＝0.1mm/r、切深ap＝5mm，使用成型车刀，所述成型车刀材料为YG8；
(4)热处理工序二：将所述粗加工产品进行热处理，时效温度850℃，保温时间3h；
(5)细车工序：采用数控立车加工，将所述粗加工产品均匀去除1mm余量，得到半成品，所述半成品的尺寸距所述钛铝合金薄壁机匣最终尺寸单边均匀留出1mm加工余量(外圆为)；将所述型面槽加工为外型槽，所述外型槽的槽深为55mm、槽宽为22mm；车加工所述外型槽的工艺参数为：转速n＝15r/min、进给量f＝0.1mm/r、切深ap＝0.3mm，使用专用车刀；所述专用车刀材料为硬质合金，所述专用车刀为成型R2球刀，所述专用车刀长为202mm；所述专用车刀形状尺寸如图2-4所示；
(6)热处理工序三：将所述半成品进行热处理，时效温度850℃，保温时间3h；
(7)精车工序：采用数控立车加工，将所述半成品均匀去除1mm余量，将所述外型槽加工为成品槽，所述成品槽的槽深为55mm、槽宽为24mm；车加工所述成品槽的工艺参数为：转速n＝15r/min、进给量f＝0.1mm/r、切深ap＝0.2mm，使用所述专用车刀；所述精车工序在刀具补偿量程序中留0.3mm余量，换上新的所述专用车刀去除最后的余量达到所述钛铝合金薄壁机匣的最终尺寸，得到所述钛铝合金薄壁机匣的成品。

Claims (1)

1.一种控制钛铝合金薄壁机匣加工变形的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：
(1)粗车工序一：将所述钛铝合金薄壁机匣锻件的外壁车加工出一个直槽，得到粗加工半成品；所述直槽的槽深为40mm、槽宽为16mm；车加工所述直槽的工艺参数为：转速n＝6～8r/min、进给量f＝0.1～0.2mm/r、切深ap＝4～6mm，使用焊接车刀，所述车刀材料为YD15；
(2)热处理工序一：将所述粗加工半成品进行热处理，淬火温度1040～1060℃，保温时间2h，油淬；时效温度840～860℃，保温时间9～11h；
(3)粗车工序二：将经过热处理工序一处理后的粗加工半成品的所述直槽车加工为型面槽，所述型面槽的槽深的最深处为55mm、槽宽为20mm，将所述锻件的其它部位加工成形，得到粗加工产品，经过热处理工序一处理后的粗加工产品的尺寸距所述钛铝合金薄壁机匣最终尺寸单边均匀留出2mm加工余量；车加工所述型面槽的工艺参数为：转速n＝6～8r/min、进给量f＝0.1～0.2mm/r、切深ap＝4～6mm，使用成型车刀，所述成型车刀材料为YG8；
(4)热处理工序二：将所述粗加工产品进行热处理，时效温度840～860℃，保温时间3～5h；
(5)细车工序：采用数控立车加工，将经过热处理工序二处理后的粗加工产品均匀去除1mm余量，得到半成品，所述半成品的尺寸距所述钛铝合金薄壁机匣最终尺寸单边均匀留出1mm加工余量；将所述型面槽加工为外型槽，所述外型槽的槽深为55mm、槽宽为22mm；车加工所述外型槽的工艺参数为：转速n＝14～16r/min、进给量f＝0.08～0.1mm/r、切深ap＝0.3～0.4mm，使用专用车刀；所述专用车刀材料为硬质合金，所述专用车刀为成型R2球刀，所述专用车刀长为200～205mm；
(6)热处理工序三：将所述半成品进行热处理，时效温度840～860℃，保温时间3～5h；
(7)精车工序：采用数控立车加工，将经过热处理工序三处理后的半成品均匀去除1mm余量，将所述外型槽加工为成品槽，所述成品槽的槽深为55mm、槽宽为24mm；车加工所述成品槽的工艺参数为：转速n＝14～16r/min、进给量f＝0.08～0.1mm/r、切深ap＝0.2～0.4mm，使用所述专用车刀；所述精车工序在刀具补偿量程序中留0.3mm余量，换上新的所述专用车刀去除最后的余量达到所述钛铝合金薄壁机匣的最终尺寸，得到所述钛铝合金薄壁机匣的成品。
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