CN106774143A - 一种高温合金航空对开机匣五轴高速铣加工方法 - Google Patents

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赵明
刘德生
李海泳
王兴超
彭晟尧
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Abstract

本发明公开一种高温合金航空对开机匣五轴高速铣加工方法，包括(1)定制高速铣加工刀具；(2)确定工件装夹方式；(3)五轴高速铣刀具轨迹规划；(4)采用五轴矢量高级编程技术；(5)采用高转速、小切深、快进给方式优化切削参数。本发明的优点是：应用了高速铣加工原理，改变了机匣类零件传统的中、低速加工方式，应用高转速、小切深、快进给切削方方法，摆线走刀路径，通过降低切削力，控制加工变形，实现难加工薄壁机匣高质、高效加工。

Description

一种高温合金航空对开机匣五轴高速铣加工方法
技术领域
本发明涉及航空发动机制造技术领域，具体说是一种高温合金航空对开机匣的加工方法。
背景技术
航空发动机难加工薄壁机匣外形面铣加工通常采用中、低速切削方式，切削速度和进给量较低，而切削深度较大，存在切削量大、切削力高、加工变形大等问题。
发明内容
高速切削技术具有切削力小、加工效率高等特点，在模具加工、飞机制造等行业得到广泛应用，获得较好的经济效益。本发明的目的是提供一种将高速铣加工原理应用到航空发动机难加工薄壁机匣外形面铣加工中的方法，采用高转速、小切深、快进给切削方式，优化机匣加工刀具、走刀路径、切削参数，实现难加工薄壁机匣高质、高效加工。具体技术方案如下：
一种高温合金航空对开机匣五轴高速铣加工方法，其特征在于：
(1)定制高速铣加工刀具：依据工件高温合金材料特性、外型锥面几何结构及圆角半径特征，选择的带内冷的密齿结构刀具，刀具牌号为577C20007R3T-N；
(2)确定工件装夹方式：采用大端底面和止口定位、压盖压紧方式装夹零件；
(3)五轴高速铣刀具轨迹规划：机匣锥形曲面五轴高速铣刀具轨迹选择连续、光顺的走刀路径，避免跳刀、频繁的进退刀；避免直角转弯、采用圆弧过渡；
(4)采用五轴矢量高级编程技术：
采用矢量、刀尖跟踪编程技术，通过五坐标加工中心加工动态参数设置，生成机匣锥形曲面五轴高速铣数控加工程序；
(5)采用高转速、小切深、快进给方式优化切削参数：采用五轴摆线高速铣加工方法，锥形曲面高速铣线速度可达到150m/min，具体切削参数如下：
线速度：150m/min
切深：0.5mm
进给量：180mm/min。
本发明的优点是：应用了高速铣加工原理，改变了机匣类零件传统的中、低速加工方式，应用高转速、小切深、快进给切削方方法，摆线走刀路径，通过降低切削力，控制加工变形，实现难加工薄壁机匣高质、高效加工。
附图说明
图1为机匣装夹示意图；
图2为本发明的刀具路径示意图；
图3为现有技术的中、低速行切式刀具轨迹；
图中，1为压盖，2为螺母，3为螺杆，4为底座，5为机匣。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明，本发明采用整体硬质合金内冷刀具，摆线铣削走刀路径，高转速、小切深、快进给工艺参数，优化航空发动机难加工薄壁机匣加工工艺流程，主要步骤如下：
(1)定制高速铣加工刀具
依据工件高温合金材料特性、外型锥面几何结构及圆角半径特征，选择的带内冷的密齿结构刀具，刀具牌号为：577C20007R3T-N。
(2)确定工件装夹方式
通过机匣结构特点分析，采用大端底面和止口定位、压盖压紧方式装夹零件，如图1所示：止口定位基准A、底面定位基准B、压盖压紧C。
(3)五轴高速铣刀具轨迹规划
机匣锥形曲面五轴高速铣刀具轨迹如图2所示，改变了如图3所示的传统的行切式加工方式，具有连续、光顺的特点，增加了圆弧过度，消除了传统刀具轨迹存在的跳刀、频繁的进退刀、直角转弯等问题。
(4)采用五轴矢量高级编程技术
采用矢量、刀尖跟踪等高级编程技术，通过五坐标加工中心加工动态参数设置配置后置处理模块，生成机匣锥形曲面五轴高速铣数控加工程序，数控程序如下：
％
N0010G40G17G94G90G71
N0020T＝"B13"
N0030TC
N0040G54
G00X-42.848Y355.9Z500A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556S2000M03
Z380.641
N0050TRAORI
；N0060G00X-42.848Y355.9A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556S2000M03
；N0070Z380.641
N0080G01X-209.482Y355.9Z-191.605A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556M08F5000.
N0090X-203.781Y350.9Z-187.793A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556F100.
N0100X-204.709Y350.9Z-186.774A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556
N0110X-205.632Y350.9Z-185.751A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556
N0120X-206.55Y350.9Z-184.723A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556
N0130X-207.463Y350.9Z-183.69A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556
N0140X-208.371Y350.9Z-182.653A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556
N0150X-209.274Y350.9Z-181.612A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556
N0160X-209.813Y350.9Z-180.985A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556
N0170X-210.459Y350.9Z-180.229A3＝-.831B3＝0.0C3＝-.556
。。。。。。
(5)采用高转速、小切深、快进给方式优化切削参数
采用传统的中、低速行切式加工方法，高温合金类机匣类零件行切式铣削线速度为60m/min。采用五轴摆线高速铣加工方法，锥形曲面高速铣线速度可达到150m/min，具体切削参数如下：
线速度：150m/min
切深：0.5mm
进给量：180mm/min。

Claims (1)

1.一种高温合金航空对开机匣五轴高速铣加工方法，其特征在于：
(1)定制高速铣加工刀具：依据工件高温合金材料特性、外型锥面几何结构及圆角半径特征，选择的带内冷的密齿结构刀具，刀具牌号为577C20007R3T-N；
(2)确定工件装夹方式：采用大端底面和止口定位、压盖压紧方式装夹零件；
(3)五轴高速铣刀具轨迹规划：机匣锥形曲面五轴高速铣刀具轨迹选择连续、光顺的走刀路径，避免跳刀、频繁的进退刀；避免直角转弯、采用圆弧过渡；
(4)采用五轴矢量高级编程技术：
采用矢量、刀尖跟踪编程技术，通过五坐标加工中心加工动态参数设置，生成机匣锥形曲面五轴高速铣数控加工程序；
(5)采用高转速、小切深、快进给方式优化切削参数：采用五轴摆线高速铣加工方法，锥形曲面高速铣线速度可达到150m/min，具体切削参数如下：
线速度： 150m/min
切深： 0.5mm
进给量： 180mm/min。
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