CN104400008A - 一种封严环深腔的数控加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种零件的数控加工方法,具体涉及一种封严环深腔的数控加工方法。本发明的技术方案如下：一种封严环深腔的数控加工方法，包括凹槽外侧加工、凹槽加工和凹槽内侧加工三个工步，使用右切刀、切槽刀和左切刀三种非标刀具，加工参数为：转数n为36～40转/分，进给量为f＝0.1～0.15mm/r，切削深度为0.4～0.5mm，刀具轴向加工过程中，每加工3～4mm安排一段退刀程序；所述非标刀具包括刀头和加长刀杆，刀头为R1.5mm球刀，加长刀杆长为90～110mm。本发明提供一种封严环深腔的数控加工方法，采用了三种非标刀具，确定了适合的加工参数和走刀路线，能够利用数控加工技术精确地加工出封严环深腔。

Description

一种封严环深腔的数控加工方法
技术领域
本发明涉及一种零件的数控加工方法,具体涉及一种封严环深腔的数控加工方法。
背景技术
封严环类零件是航空发动机的重要组成部分，其材料为高温合金GH4169，属于难加工材料；如附图1所示，零件具有深腔结构，形状复杂，尺寸精度要求较高，该零件最大外圆尺寸为φ378mm，深腔最大长度为86mm，深腔底部设有凹槽，槽宽仅有7mm，槽底半径R仅为1.5mm，并且深腔处最小壁厚仅为1.5mm，加工过程中震刀现象严重，影响零件的加工精度。
按传统加工方法，深腔结构的封严环类零件均是在普通车床上，采用成型车刀、由工人手工操作来完成。由于零件的敞开性较差，尺寸精度要求较高，受人为因素影响较大，加工过程中效率较低，质量不稳定。该项加工方法一直只能由经验较高的技能专家加工，受操作者技能水平限制大，长期以来一直是产品加工过程中的瓶颈问题。
技术部门一直在探索一种能高质高效加工封严环深腔的数控加工方法，但由于材料本身加工难度大，零件形状复杂，标准刀具长度不够，加工过程中震刀导致的加工精度差等问题无法解决，数控加工技术未能实施。
发明内容
本发明提供一种封严环深腔的数控加工方法，采用了三种非标刀具，确定了适合的加工参数和走刀路线，能够利用数控加工技术精确地加工出封严环深腔。
本发明的技术方案如下：
一种封严环深腔的数控加工方法，包括凹槽外侧加工、凹槽加工和凹槽内侧加工三个工步，使用右切刀、切槽刀和左切刀三种非标刀具，加工参数为：转数n为36～40转/分，进给量为f＝0.1～0.15mm/r，切削深度为0.4～0.5mm，刀具轴向加工过程中，每加工3～4mm安排一段退刀程序；所述非标刀具包括刀头和加长刀杆，刀头为R1.5mm球刀，加长刀杆长为90～110mm。
所述的封严环深腔的数控加工方法，其中所述非标刀具为高压内冷专用刀具，具有大前角和正刃倾角。
所述的封严环深腔的数控加工方法，其中所述凹槽外侧加工工步走刀路线包括：第一步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用右切刀沿深腔外壁型面纵向走刀到度面，沿度面走刀到深腔底面，然后退刀；第二步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用右切刀沿深腔凹槽前侧面纵向走刀到深腔底面，向外横向走刀与第一步接刀，然后退刀；所述凹槽加工工步走刀路线包括：第一步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用切槽刀去除凹槽内部的加工余量，退刀；第二步采用轮廓编程的方式，利用刀心对刀，使用切槽刀精加工凹槽内部表面；所述凹槽内侧加工工步走刀路线包括：第一步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用左切刀沿凹槽端面横向走刀到凹槽后侧面，沿凹槽后侧面纵向走刀到深腔底面，退刀；第二步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用切槽刀与第一步接刀后沿深腔内壁型面纵向走刀加工，完成后退刀。
本发明的有益效果如下：
1、本发明设计制造了三种非标刀具，确定了适合的加工参数，制定合理有效的数控走刀路线，实现了封严环深腔的数控加工技术，大大提高了该类零件的加工效率及加工质量，解决了该类零件在普通机床上加工，受操作者技能水平限制大、加工效率低的生产局限性。
2、本发明中刀具选用高压内冷专用刀具，选择大的刀具前角，刃倾角为正，减小切削力，减小变形，并合理排削，加长刀杆长为90～110mm，适应了零件深腔结构，加强了刀具的强度，加工过程中刀具极少振动，保证了零件的加工精度。
3、本发明中，零件的材料为难加工材料GH4169，刀具轴向每加工3～4mm过程中，安排一段退刀程序，有利于铁削的排出及切削热的消除，减小零件的变形。
4、因为零件的敞开性较差，按照以往的轮廓编程的方式编制数控程序，会出现报错信息，无法满足零件的加工。因此，本发明的加工过程中，采用刀心编程及轮廓编程的方式来完成零件的加工。
附图说明
图1为封严环半剖图；
图2为右切刀示意图；
图3为切槽刀示意图；
图4为左切刀示意图；
图5为凹槽外侧加工工步第一步走刀路线图；
图6为凹槽外侧加工工步第二步走刀路线图；
图7为凹槽加工工步第一步走刀路线图；
图8为凹槽加工工步第二步走刀路线图；
图9为凹槽内侧加工工步第一步走刀路线图；
图10为凹槽内侧加工工步第二步走刀路线图。
具体实施方式
如图1～10所示，一种封严环深腔的数控加工方法，其中封严环最大外圆尺寸为φ378mm，深腔最大长度为86mm，深腔底部设有凹槽5，槽宽为7mm，槽底半径R为1.5mm，深腔处最小壁厚为1.5mm，深腔内部包括外壁型面1、度面2、底面3、凹槽前侧面6、凹槽端面7、凹槽后侧面8和内壁型面4；所述方法包括凹槽外侧加工、凹槽加工和凹槽内侧加工三个工步，使用右切刀、切槽刀和左切刀三种非标刀具，加工参数为：转数n为36～40转/分，进给量为f＝0.1～0.15mm/r，切削深度为0.4～0.5mm，刀具轴向加工过程中，每加工3～4mm安排一段退刀程序；所述非标刀具包括刀头9和加长刀杆10，刀头9为R1.5mm球刀，加长刀杆10长为100mm，所述非标刀具为高压内冷专用刀具，具有大前角和正刃倾角。
其中，所述凹槽外侧加工工步走刀路线包括：第一步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用右切刀沿深腔外壁型面1纵向走刀到度面2，沿度面2走刀到深腔底面3，然后退刀；第二步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用右切刀沿深腔凹槽前侧面6纵向走刀到深腔底面3，向外横向走刀与第一步接刀，然后退刀；所述凹槽5加工工步走刀路线包括：第一步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用切槽刀去除凹槽5内部的加工余量，退刀；第二步采用轮廓编程的方式，利用刀心对刀，使用切槽刀精加工凹槽5内部表面；所述凹槽内侧加工工步走刀路线包括：第一步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用左切刀沿凹槽端面7横向走刀到凹槽后侧面8，沿凹槽后侧面8纵向走刀到深腔底面3，退刀；第二步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用切槽刀与第一步接刀后沿深腔内壁型面4纵向走刀加工，完成后退刀。

Claims (3)

1.一种封严环深腔的数控加工方法，其特征在于，所述方法包括凹槽外侧加工、凹槽加工和凹槽内侧加工三个工步，使用右切刀、切槽刀和左切刀三种非标刀具，加工参数为：转数n为36～40转/分，进给量为f＝0.1～0.15mm/r，切削深度为0.4～0.5mm，刀具轴向加工过程中，每加工3～4mm安排一段退刀程序；所述非标刀具包括刀头和加长刀杆，刀头为R1.5mm球刀，加长刀杆长为90～110mm。
2.根据权利要求1所述的封严环深腔的数控加工方法，其特征在于，所述非标刀具为高压内冷专用刀具，具有大前角和正刃倾角。
3.根据权利要求1所述的封严环深腔的数控加工方法，其特征在于，所述凹槽外侧加工工步走刀路线包括：第一步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用右切刀沿深腔外壁型面纵向走刀到度面，沿度面走刀到深腔底面，然后退刀；第二步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用右切刀沿深腔凹槽前侧面纵向走刀到深腔底面，向外横向走刀与第一步接刀，然后退刀；
所述凹槽加工工步走刀路线包括：第一步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用切槽刀去除凹槽内部的加工余量，退刀；第二步采用轮廓编程的方式，利用刀心对刀，使用切槽刀精加工凹槽内部表面；
所述凹槽内侧加工工步走刀路线包括：第一步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用左切刀沿凹槽端面横向走刀到凹槽后侧面，沿凹槽后侧面纵向走刀到深腔底面，退刀；第二步采用刀心编程的方式，利用刀心对刀，使用切槽刀与第一步接刀后沿深腔内壁型面纵向走刀加工，完成后退刀。
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