CN113385886A - 一种铍铜环锻件的机械加工方法 - Google Patents

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杨武
朱向博
王炳正
崔军宏
高超
闫沛堂
谈安宝
张佳丽
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Abstract

本发明公开了一种铍铜环锻件的机械加工方法，其包括：粗加工、半精加工、精加工步骤。该方法能够有效控制铍铜环件的变形及提高加工效率。本发明根据生产要求的铍铜环件尺寸，通过设备选型、刀具几何参数设计、装夹方式设计、切削三要素的选用，能够保证铍铜环件变形控制在0.04mm之内；提高了加工产品的质量，降低了废品率，提高加工效率具有较大的实际应用价值。

Description

一种铍铜环锻件的机械加工方法
技术领域
本发明属于环形锻件的加工成形领域，具体涉及一种铍铜环锻件的机械加工方法。
背景技术
铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金,具有高强度、弹性、硬度、疲劳强度、弹性滞后小、耐蚀、耐磨、耐寒、高导电、无磁性等一系列优点。铍铜由于不易发生应力腐蚀开裂，具有优良的抗腐蚀和耐磨性能，可应用于环境较恶劣的严苛工作条件，因此常用于制造环件。
由于铍铜在加工过程中对温度与夹紧力极敏感，通过改变装夹方式及加工工程的温度控制、刀具几何角度、切削三要素，来保证铍铜环件的加工要求。
发明内容
本发明提供一种铍铜环锻件的机械加工方法，该方法能使铍铜环件变形量降低、提高质量、生产效率，降低废品率。
为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
一种铍铜环锻件的机械加工方法，包括如下步骤：
（1）粗加工：该铍铜环件固溶完成后加工，单边余量至少25mm，局部会出现微裂纹，粗加工阶段通过多次借位加工消除裂纹，留单边至少2mm，同时背吃刀量5-6mm提高粗加工效率；
（2）半精加工：半精加工时选取90度硬质合金（YT15）、刀具圆角r<0.3mm用于半精加工，切削线速度50-80m/min.f选0.5mm，加工过程控制工件温度，当工件表面温度大于78.5℃时，暂停加工，待工件冷却后继续加工，加工单边留量0.5mm以上；
（3）精加工：精加工时选取90度硬质合金（YT5）、刀具圆角r<0.1mm；且削线速度80-120m/min.f选取0.3mm.加工过程装夹方式为压紧而非采取传统的夹紧，设备选型需保证环件内孔处有至少50mm的T形槽，同时需保证控制加工过程的工件温度不得大于50.7℃。
进一步的，铍铜环件变形控制在0.04mm之内。
进一步的，利用单边余量至少25mm，将加工过程中出现的微小裂纹借位加工，借位加工范围0-25mm，在此范围内可完成消缺90%以上。
进一步的，该材料线膨胀系数小于18‰，为保证半精加工变形量小于所留加工余量，温度变化量需小于55.5-87℃。
进一步的，步骤（3）中的保证锻件尺寸公差的温度变化量在27.1-40℃。
进一步的，步骤（3）中的采用设备为C5116A.设备需保证环件内孔处有至少50mm的T形槽，采用压紧的的方式。
进一步的，步骤（3）中的加工选取线速度80-120m/min，相应转速为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，刀尖圆角小于背吃刀量。
进一步的，步骤（3）中的装夹采用多点支撑，支撑点处压紧，四爪只起辅助夹紧，同心度通过倒压板及卡爪实现。
有益效果：本发明根据铍铜环件尺寸要求，粗加工、半精加工、精加工步骤，该方法能够有效控制铍铜环件的变形及提高加工效率，通过设备选型、刀具几何参数设计、装夹方式设计、切削三要素的选用，能够保证铍铜环件变形控制在0.04mm之内，使得产品性能更加稳定和优良，同时提高了生产效率，提高了产品合格率。
附图说明
图1为本发明的铍铜环锻件的机械加工方法中所述精加工外圆装夹示意图。
图2为本发明的铍铜环锻件的机械加工方法中所述精加工内孔装夹示意图。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
先根据所使用的刀具及相应的几何角度不同，在加工过程中所选用的设备转速：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式（1），
其中，Vc为线速度，单位：mm/min；D为回转直径，单位：mm。
实施例1
一种铍铜环锻件的机械加工方法：加工尺寸为：φ800mmH7×φ770mmr6×110mm；同心度0.05mm.其包括粗加工、半精加工、精加工步骤，其具体步骤如下：
（1）粗加工：粗加工该圆环尺寸至φ804mmH7×φ764mmr6×114mm；多次借位加工消除裂纹，借位范围为锻造毛坯外圆与内孔余量最小，加工选用75°焊接车刀YT15.背吃刀量3-5mm，线速度40-70mm/min，设备选型C5116；
（2）半精加工：半精加工时选取90度硬质合金（YT15）、刀具圆角r<0.3用于半精加工，切削线速度50-90m/min.f选0.5mm，加工过程控制工件温度，当工件表面温度大于78.5-90℃时，暂停加工，待工件冷却后继续加工，加工单边留量0.5mm；设备选型C5116；
（3）精加工：精加工时选取90度硬质合金（YT5）、刀具圆角r<0.1mm；且削线速度80m/min.f选取0.3mm.加工过程装夹方式为压紧而非采取传统的夹紧，设备选型需保证环件内孔处有至少50mm的T形槽，同时需保证控制加工过程的工件温度不得大于50.7-87℃，装夹采用多点支撑，支撑点处压紧，四爪只起辅助夹紧，同心度通过倒压板及卡爪实现，设备选型C5116A。
实施例2
一种铍铜环锻件的机械加工方法：加工尺寸为：φ1600mmH7×φ1560mmr6×330mm，同心度0.08mm.其包括粗加工、半精加工、精加工步骤，其具体步骤如下：
（1）粗加工：粗加工该圆环尺寸至φ1608mm×φ1552mm×338mm；多次借位加工消除裂纹，借位范围为锻造毛坯外圆与内孔余量最小，加工选用75°焊接车刀YT15.背吃刀量3-5mm，线速度40-60mm/min，设备选型C5225；
（2）半精加工：半精加工时选取90度硬质合金（YT15）、刀具圆角r<0.3用于半精加工，切削线速度50-80m/min.f选0.5mm，加工过程控制工件温度，当工件表面温度大于78.5-90℃时，暂停加工，待工件冷却后继续加工，加工单边留量0.5mm；设备选型C5225；
（3）精加工：精加工时选取90度硬质合金（YT5）、刀具圆角r<0.1；且削线速度80-120m/min.f选取0.3mm.加工过程装夹方式为压紧而非采取传统的夹紧，设备选型需保证环件内孔处有至少50mm的T形槽，同时需保证控制加工过程的工件温度不得大于50.7-87℃，装夹采用多点支撑，支撑点处压紧，四爪只起辅助夹紧，同心度通过倒压板及卡爪实现，设备选型C5225。

Claims (8)

1.一种铍铜环锻件的机械加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）粗加工：该铍铜环件固溶完成后加工，单边余量最大25mm，局部会出现微裂纹；粗加工阶段通过多次借位加工消除裂纹，留单边一定加工余量，同时背吃刀量3-6mm提高粗加工效率；
（2）半精加工：半精加工时选取90度硬质合金（YT15）、刀具圆角r<0.3mm用于半精加工，切削线速度50-80m/min.f选0.5mm；加工过程控制工件温度，当工件表面温度大于78.5-90℃时，暂停加工，待工件冷却后继续加工，加工单边留量0.5mm；
（3）精加工：精加工时选取90度硬质合金（YT5）、刀具圆角r<0.1；且削线速度80-120m/min.f选取0.3.加工过程装夹方式为压紧而非采取传统的夹紧；设备选型需保证环件内孔处有至少50mm的T形槽，选用C5116/C5116A/C5225，同时需保证控制加工过程的工件温度不得大于50.7-86℃。
2.如权利要求1所述的铍铜环锻件的机械加工方法，其特征在于，步骤（1）中的铍铜环件变形控制在0.04mm之内。
3.如权利要求1所述的铍铜环锻件的机械加工方法，其特征在于，利用单边余量至少25mm，将加工过程中出现的微小裂纹借位加工，借位加工范围0-25mm，在此范围内可完成消缺90%以上。
4.如权利要求1所述的铍铜环锻件的机械加工方法，其特征在于，该材料线膨胀系数大于18‰，为保证半精加工变形量小于所留加工余量，温度变化量需小于55.5-87℃。
5.如权利要求1所述的铍铜环锻件的机械加工方法，其特征在于，步骤（3）中的保证锻件尺寸公差的温度变化量在27.1-40℃。
6.如权利要求1所述的铍铜环锻件的机械加工方法，其特征在于，步骤（3）中的依据现有环件尺寸选取采用设备为C5116、C5116A、C5225设备需保证环件内孔处有至少50mm的T形槽，采用压紧的的方式。
7.如权利要求1所述的铍铜环锻件的机械加工方法，其特征在于，步骤（3）中的加工选取线速度80-120m/min，相应转速为
Figure 974285DEST_PATH_IMAGE002
，刀尖圆角小于背吃刀量。
8.如权利要求1所述的铍铜环锻件的机械加工方法，其特征在于，步骤（3）中的装夹采用多点支撑，支撑点处压紧，四爪只起辅助夹紧，同心度通过倒压板及卡爪实现。
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