CN103612067B - 铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法 - Google Patents

铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法，包括以下步骤：1）预先铰孔工艺；2）将铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的零件进行完全定位，3）将铰刀插入到定位导套中，其中高精度焊接硬质合金刀片铰刀是由前引导、切削刃、后引导和柄部依次同轴连接而成；4）精加工铰孔；5）最后依次用三把直径递增量为0.1mm的高精度焊接硬质合金刀片铰刀通过定位导套中，直径方向的加工余量为0.1mm，每齿进给量为fz=0.02-0.025mm，切削速度v=20-25m/min。该方法不仅提高了加工效率，和产品质量，而且避免了铝合金孔表面划伤以及铰刀前引导与被加工孔发生“粘刀”的现象。

Description

铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法，属于机械加工技术领域。
背景技术
钛合金具有强重比高等诸多优点而越来越广泛地被应用在航空航天制造业中，但是，钛合金却属于难加工材料，尤其是铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工，而且铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的铰孔顺序为先绞钛合金孔，最后绞铝合金孔，而现有的铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的铰孔加工方法由于工装和铰刀的结构以及切削加工参数不合理，很难满足铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的高精度铰孔加工要求，尤其是被加工孔的表面粗糙度达不到Ra1.6，甚至还容易导致铝合金孔表面划伤。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法，该方法不仅提高了提高了加工效率，和产品质量，而且避免了铝合金孔表面划伤以及铰刀前引导与被加工孔发生“粘刀”的现象。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法，其中铝合金与多层钛合金夹层半封闭的结构为，半封闭的铝合金层位于上方，在半封闭的铝合金层的下方设有带有横向夹层的钛合金上下层，在夹层中设置钛合金中间层，包括以下步骤：
1）预先铰孔工艺：先用钻头在数控机床上粗加工底孔，切削参数为每齿进给量fz=0.01-0.015mm，切削速度v=15-25mm/min，终孔的直径留有1.8mm的半精加工和精加工余量；
2）将铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的零件进行完全定位，在铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的零件的下方设有钻模板，钻模板的通孔内设有定位导套；
3）将具有快速装卸机构的高精度焊接硬质合金刀片铰刀插入到定位导套中，其中高精度焊接硬质合金刀片铰刀是由前引导、切削刃、后引导和柄部依次同轴连接而成，校准刃的数量z=6；
4）精加工铰孔：依次用三把直径递增为0.5mm的高精度焊接硬质合金刀片铰刀通过定位导套中，自下而上进行半精加工底孔，每把铰刀直径方向的加工余量为0.5mm，每齿进给量为fz=0.015-0.02mm，切削速度v=20-25m/min，孔的直径留有0.3mm的铰孔加工余量；
5）最后依次用三把直径递增量为0.1mm的高精度焊接硬质合金刀片铰刀通过定位导套中，直径方向的加工余量为0.1mm，每齿进给量为fz=0.02-0.025mm，切削速度v=20-25m/min。
该铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法采用上述步骤，不仅加工效率高、质量好，尤其是避免了铝合金孔表面划伤的现象。
附图说明
图1为三层钛合金与一层铝合金复合夹层半封闭结构剖面示意图。
图2为制孔工装的结构示意图。
图3为精加工铰刀的结构示意图。
图4为原来精加工铰刀的容屑槽容屑空间结构剖视示意图。
图5为新的精加工铰刀的容屑槽容屑空间结构剖视示意图。
图6整体加工的结构示意图。
具体实施方式
一种铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法，如图1所示，其中铝合金与多层钛合金夹层半封闭的结构为，半封闭的铝合金层1位于上方，在半封闭的铝合金层1的下方设有带有横向夹层的钛合金上下层3，在夹层中设置钛合金中间层2，包括以下步骤：
1）预先铰孔工艺：先用钻头在数控机床上粗加工底孔，切削参数为每齿进给量fz=0.01-0.015mm，切削速度v=15-25mm/min，终孔的直径留有1.8mm的半精加工和精加工余量；
2）将铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的零件进行完全定位，在铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的零件的下方设有钻模板4，钻模板4的通孔内设有定位导套5，如图2所示；
3）如图6所示，将具有快速装卸机构的高精度焊接硬质合金刀片铰刀插入到定位导套5中，其中高精度焊接硬质合金刀片铰刀是由前引导11、切削刃12、后引导13和柄部14依次同轴连接而成，校准刃的数量z=6；
4）精加工铰孔：依次用三把直径递增为0.5mm的高精度焊接硬质合金刀片铰刀通过定位导套5中，自下而上进行半精加工底孔，每把铰刀直径方向的加工余量为0.5mm，每齿进给量为fz=0.015-0.02mm，切削速度v=20-25m/min，孔的直径留有0.3mm的铰孔加工余量；
5）最后依次用三把直径递增量为0.1mm的高精度焊接硬质合金刀片铰刀通过定位导套5中，直径方向的加工余量为0.1mm，每齿进给量为fz=0.02-0.025mm，切削速度v=20-25m/min。
本发明的优点：由于铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构特征，如图1所示，铰孔加工只能自下而上进行，因此，在铰孔工装上无法实现铰刀前引导与工装导套定位。本发明设计的铰孔工装采用了高精度导套与铰刀的后引导定位，铰刀的前引导与前道工序的底孔高精度配合定位，铰刀的柄部具有快速装卸机构，如图3和图4所示，以往的铰刀容屑槽的空间比较小，切削易划伤零件内表面，如图4所示；现铰刀刃部的容屑槽具有很大的容屑空间，如图5所示，而且，通过切削试验优化了铰孔切削加工参数。因此，该发明具有铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工的效率高、质量好，尤其是避免了铝合金孔表面划伤以及铰刀前引导与被加工孔发生“粘刀”的现象。

Claims (1)

1.铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构高精度铰孔加工方法，其中铝合金与多层钛合金夹层半封闭的结构为，半封闭的铝合金层（1）位于上方，在半封闭的铝合金层（1）的下方设有带有横向夹层的钛合金上下层（3），在夹层中设置钛合金中间层（2），其特征在于包括以下步骤：
1）预先铰孔工艺：先用钻头在数控机床上粗加工底孔，切削参数为每齿进给量fz=0.01-0.015mm，切削速度v=15-25mm/min，终孔的直径留有1.8mm的半精加工和精加工余量；
2）将铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的零件进行完全定位，在铝合金与多层钛合金夹层半封闭结构的零件的下方设有钻模板（4），钻模板（4）的通孔内设有定位导套（5）；
3）将具有快速装卸机构的高精度焊接硬质合金刀片铰刀插入到定位导套（5）中，其中高精度焊接硬质合金刀片铰刀是由前引导（11）、切削刃（12）、后引导（13）和柄部（14）依次同轴连接而成，校准刃的数量z=6；
4）半精加工铰孔：依次用三把直径递增为0.5mm的高精度焊接硬质合金刀片铰刀通过定位导套（5）中，自下而上进行半精加工底孔，每把铰刀直径方向的加工余量为0.5mm，每齿进给量为fz=0.015-0.02mm，切削速度v=20-25m/min，孔的直径留有0.3mm的铰孔加工余量；
5）最后依次用三把直径递增量为0.1mm的高精度焊接硬质合金刀片铰刀通过定位导套（5）中，直径方向的加工余量为0.1mm，每齿进给量为fz=0.02-0.025mm，切削速度v=20-25m/min。
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