CN110976991A - 一种液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀 - Google Patents

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杨文辉
刘大卫
刘林
冯志彪
任莎
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Abstract

本发明涉及一种液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，包括刀杆、两个片铣刀、垫片、压紧环及一个螺母组成。刀杆前端圆柱体的前端为螺柱，两个片铣刀、垫片、压紧环安装于螺柱上，并通过螺栓上的螺母固定连接。所述刀杆与刀片、刀杆与垫圈接触部位有定位键槽。两个片铣刀，两个片铣刀在法向平面上相错半个切削齿，切削方向一致，用于切削加工。使用时用压紧环、螺母将片铣刀压紧。刀杆末端锥面尺寸按BT50标准与机床连接。本发明解决了传统刀柄加工液体火箭发动机冷却流道深槽时刀柄磨损严重、所加工筋尺寸一致性差等问题。该刀柄结构简单、制造使用方便、加工效率高。

Description

一种液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀
技术领域
本发明属于加工铣刀，涉及一种液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，具体是用于液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工的专用铣刀。
背景技术
液体火箭发动机工作时，推进剂在喷注器中通过化学反应产生高温高压燃气通过喷管排出，从而产生推力。喷管内壁深槽的加工质量直接决定喷管的结构、强度及冷却可靠性，为提高喷管冷却的均匀性，要求深槽数量多、精度高。传统刀柄虽可加工液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽，但存在刀具装夹操作困难、加工时刀具振动大、刀柄磨损严重、尺寸一致性差等问题，提高液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽的加工效率与精度成为亟待解决的问题。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，解决了刀具安装操作困难、加工时刀具振动大、刀杆磨损严重、加工出的筋尺寸一致性差等问题。
技术方案
一种液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，其特征在于包括刀杆1、片铣刀2、垫片3、压紧环4和螺母5；刀杆1的前端圆柱上设有螺柱，两片铣刀2、垫片3和压紧环4安装于螺柱上，并通过螺母5紧固连接，其中垫片3夹在两片铣刀之间；所述刀杆与刀片，刀杆与垫圈接触部位设有定位键槽；所述两个片铣刀在法向平面上相错半个切削齿；所述垫片的厚度与冷却流道深槽间筋的厚度相吻合。
所述刀杆1末端锥面尺寸按BT50标准与机床连接。
所述垫片的厚度等于冷却流道深槽间筋的厚度±0.03mm。
所述压紧环4和刀杆1前端的圆柱直径小于片铣刀2的直径减去两个切深。
当加工材料为钛合金或高温合金时，所述片铣刀2采用硬质合金。
有益效果
本发明提出的一种液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，包括刀杆、两个片铣刀、垫片、压紧环及一个螺母组成。两个片铣刀，两个片铣刀在法向平面上相错半个切削齿，切削方向一致，用于切削加工；垫片根据冷却流道深槽间筋的厚度选取；刀杆与刀片、垫圈接触部位有键槽定位；使用时用压紧环、螺母将片铣刀压紧。刀杆末端锥面尺寸按BT50标准与机床连接。使用时安装两个片铣刀，两个片铣刀在法向平面上相错半个切削齿，切削方向一致，用于切削加工；垫片根据喷管内壁冷却流道深槽间筋的厚度选取；刀杆与刀片、垫圈接触部位有键槽定位；使用时用压紧环、螺母将片铣刀压紧。刀杆末端锥面尺寸按BT50标准与机床连接。本发明解决了传统刀柄加工液体火箭发动机冷却流道深槽时刀柄磨损严重、所加工筋尺寸一致性差等问题。该刀柄结构简单、制造使用方便、加工效率高。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所用刀杆与刀片、垫圈接触部位有键，刀片、垫圈上有键槽，安装时能够保证两个片铣刀在法向平面上相错半个切削齿，安装操作简便；
(2)本发明所用刀杆与刀片、垫圈接触部位有键，刀片、垫圈上有键槽，可消除切削过程中由于切削抗力导致片铣刀转动，消除了加工时片铣刀与刀杆之间的摩损；
(3)本发明刀杆采用一体式设计，减少了加工过程中的振动。
(4)本发明中垫片根据冷却流道深槽间筋的厚度选取，能够保证喷管内壁冷却流道深槽间筋的尺寸，且适合不同宽度筋的加工，适应性强。
附图说明
图1为液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀
1-刀杆，2-片铣刀，3-垫片，4-压紧环，5-螺母。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明的深槽加工铣刀技术解决方案包括以下几点：
(1)由刀杆、两个片铣刀、垫片、压紧环及一个螺母组成。刀杆的末端锥面尺寸按BT50标准与机床连接设计。刀杆前端圆柱体的前端为螺柱，两个片铣刀、垫片、压紧环安装于螺柱上，并通过螺栓上的螺母固定连接。所述刀杆与刀片、刀杆与垫圈接触部位有定位键槽。
使用时安装的两个片铣刀在法向平面上相错半个切削齿。
(2)垫片根据喷管内壁冷却流道深槽间筋的厚度选取；
(3)使用时用压紧环、螺母将片铣刀压紧；
(4)刀杆末端锥面尺寸按BT50标准与机床连接，加工液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽。
实施例1：
如图1所示，这种刀柄由刀杆1、垫片3、压紧环4及一个螺母5组成。片铣刀2用于切削产品实体，两片铣刀齿槽方向一致，且键槽中心线相错半个切削齿；垫片3根据喷管内壁冷却流道深槽间筋的厚度选取，控制两片铣刀之间的间距。
工件材料为钛合金，片铣刀刀具材质为硬质合金。喷管内壁冷却流道深槽2±0.1mm，深度3±0.1mm。
(1)调整垫片厚度采用2±0.03mm，外圆直径45mm。
(2)采用卧式数控铣床加工推力室深槽，采用压紧环、螺母依次分别将两片铣刀及调整垫片压紧，装入机床刀具系统，两片铣刀齿槽方向一致。
(3)经对刀、调试后进行切削，同时打开机床冷却液系统，沿喷管内壁母线轨迹持续走刀，完成一条筋板加工。喷管内壁旋转一定角度，完成下一条筋板加工，如此反复，完成喷管内壁深槽加工。经测量，筋宽2.05mm，槽深2.98mm。具有较高的尺寸精度及形状与位置公差，其表面粗糙度Ra可达1.6，满足喷管内壁深槽加工要求。
实施例2：
如图1所示，这种刀柄由刀杆1、垫片3、压紧环4及一个螺母5组成。片铣刀2用于切削产品实体，两片铣刀齿槽方向一致，且键槽中心线相错半个切削齿；垫片3根据喷管内壁冷却流道深槽间筋的厚度选取，控制两片铣刀之间的间距。
工件材料为高温合金，片铣刀刀具材质为硬质合金。喷管内壁冷却流道深槽1.6±0.1mm，深度2.5±0.1mm。
(1)调整垫片厚度采用1.6±0.03mm，外圆直径45mm。
(2)采用卧式数控铣床加工推力室深槽，采用压紧环、螺母依次分别将两片铣刀及调整垫片压紧，装入机床刀具系统，两片铣刀齿槽方向一致。
(3)经对刀、调试后进行切削，同时打开机床冷却液系统，沿喷管内壁母线轨迹持续走刀，完成一条筋板加工。喷管内壁旋转一定角度，完成下一条筋板加工，如此反复，完成喷管内壁深槽加工。经测量，筋宽1.62mm，槽深2.48mm。具有较高的尺寸精度及形状与位置公差，其表面粗糙度Ra可达1.6，满足喷管内壁深槽加工要求。

Claims (5)

1.一种液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，其特征在于包括刀杆(1)、片铣刀(2)、垫片(3)、压紧环(4)和螺母(5)；刀杆(1)的前端圆柱上设有螺柱，两片铣刀(2)、垫片(3)和压紧环(4)安装于螺柱上，并通过螺母(5)紧固连接，其中垫片(3)夹在两片铣刀之间；所述刀杆与刀片，刀杆与垫圈接触部位设有定位键槽；所述两个片铣刀在法向平面上相错半个切削齿；所述垫片的厚度与冷却流道深槽间筋的厚度相吻合。
2.根据权利要求1所述液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，其特征在于：所述刀杆(1)末端锥面尺寸按BT50标准与机床连接。
3.根据权利要求1所述液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，其特征在于：所述垫片的厚度等于冷却流道深槽间筋的厚度±0.03mm。
4.根据权利要求1所述液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，其特征在于：所述压紧环(4)和刀杆(1)前端的圆柱直径小于片铣刀(2)的直径减去两个切深。
5.根据权利要求1所述液体火箭发动机喷管内壁冷却流道深槽加工铣刀，其特征在于：当加工材料为钛合金或高温合金时，所述片铣刀(2)采用硬质合金。
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