CN114248078B - 一种钛合金叶片的加工方法 - Google Patents
一种钛合金叶片的加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114248078B CN114248078B CN202111498244.3A CN202111498244A CN114248078B CN 114248078 B CN114248078 B CN 114248078B CN 202111498244 A CN202111498244 A CN 202111498244A CN 114248078 B CN114248078 B CN 114248078B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cutter
- milling
- blade
- finish
- cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/02—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from one piece
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
本发明叶片加工技术领域，具体公开了一种钛合金叶片的加工方法，包括以下步骤：刀具选择；毛坯装夹定位，确定粗铣定位基准；采用分层加工的方式对毛坯全周粗铣加工，使得毛坯粗加工后任其变形；型面部分、叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分半精铣；型面部分、叶根叶冠开档面、叶根叶冠圆角R过渡部分精铣；保证定位基准的精度要求，对变形后的毛坯进行基准修整加工；线切割叶根，磨削叶根；叶根半精铣和精铣加工；各处倒角及残留面精铣；线切割总长、钳修、抛光、检验，完成加工。本发明有效的避免切削温度过高，避免烧刀的情况出现；对于铣削深度与宽度的控制，有效的使刀尖在硬化层以下工作，提高刀具耐用度；有效的避免叶片加工变形的情况出现。
Description
技术领域
本发明涉及叶片加工技术领域，更具体地讲，涉及一种钛合金叶片的加工方法。
背景技术
钛合金材料抗蚀性好，钛合金表面易形成致密氧化膜，对刀具具有强烈的磨损作用。钛合金材料塑性低、硬度高，使剪切角增大，切屑与前刀面接触长度很小，前刀面上应力很大，刀刃易发生破损。钛合金材料导热性差，致使切削温度很高，降低了刀具耐用度。
钛合金材料弹性模量低，弹性变形大，接近后刀面处工件表面回弹量大，已加工表面与后刀面的接触面积大，刀具磨损严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种钛合金叶片的加工方法，能够有效的实现钛合金叶片的加工，有效的避免加工变形。
本发明解决技术问题所采用的解决方案是：
一种钛合金叶片的加工方法，具体包括以下步骤：
刀具选择；
毛坯装夹定位，确定粗铣定位基准；
采用分层加工的方式对毛坯全周粗铣加工，使得毛坯粗加工后任其变形；
修整定位基准；
型面部分、叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分半精铣；
型面部分、叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分精铣；
调整定位基准，对变形后的毛坯再次进行基准加工；
线切割叶根，磨削叶根；
叶根半精铣和精铣加工；
各处倒角及残留面精铣；
线切割总长、钳修、抛光、检验，完成加工。
在一些可能的实施方式中，所述毛坯全周粗铣加工具体包括以下步骤：
内弧粗铣、背弧粗铣叶冠开档去余量；型面部分粗铣；
在进行内弧粗铣、背弧粗铣、叶冠开档去余量时，刀具为D32R5圆鼻刀，刀具转速为700r/min，进给速度1120mm/min，切深为1.5mm-2.5mm，切宽为10mm-15mm；
在一些可能的实施方式中，所述型面部分粗铣具体是指，通过螺旋转圈方式进行切削，其步距为5mm-8mm；在型面初始部位采用螺旋下刀方式，其中沿Z轴方向下刀到位后再进行沿X轴方向的加工。
在一些可能的实施方式中，在进行所述型面部分半精铣时，
采用D32R5圆鼻刀以螺旋方式切削，其中加工初始部位采用螺旋下刀方式，在Z轴方向下刀到位后再进行X轴方向的加工，精铣余量为0.5mm-0.8mm；所述D32R5圆鼻刀的转速700r/min，进给速度为1120mm/min，步距为5mm-6mm。
在一些可能的实施方式中，在对叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分、叶根开档面以及叶根圆角R过渡部分进行半精铣时，采用的刀具D20球头刀，转速为1200r/min，进给速度1200mm/min，步距为0.3mm-0.5mm；其中叶根开档面和叶冠开档面的精铣余量为0.15mm-0.3mm，叶冠圆角R过渡部分和叶根圆角R过渡部分的精铣余量为0.1mm-0.15mm。
在一些可能的实施方式中，在进行叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分精铣时，采用的刀具为K12锥度球头刀，转速为2000r/min，进给速度2400mm/min，步距为0.2mm-0.3mm；其中叶冠开档面余量和叶冠圆角R过渡部分余量均留为0.05mm。
在一些可能的实施方式中，在进行叶冠开档面精铣时，利用刀具侧刃采用摆线铣削方式进行加工；叶冠圆角R过渡部分采用螺旋方式切削，加工初始部位采用螺旋下刀方式，沿Z轴方向下刀下到位后再进行沿X轴方向加工。
在一些可能的实施方式中，在进行型面部分精铣时采用D25R5圆鼻刀进行螺旋方式切削，加工初始部位采用螺旋下刀方式进行加工，加工时沿Z轴方向下刀下到位后再进行沿X轴方向加工；其中，刀具转速为1000r/min，进给速度为1050mm/min，步距为2mm-2.5mm，余量留为0.05mm。
在一些可能的实施方式中，在进行叶根侧面精铣时，采用D25R5圆鼻刀进行往返式切削加工，刀具转速为1000r/min，进给速度为1200mm/min，步距为0.2mm-0.3mm,余量留为0.0mm。
在一些可能的实施方式中，在进行各处倒角及残留面精铣时，采用D10R0.5合金立铣刀进行往返式切削加工，其中刀具转速2500r/min，进给速度位3000mm/min，步距为0.2mm-0.3mm,余量留为0.0mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过有效选择刀具，并对刀具的线速度、进给速度的控制，有效的避免切削温度过高，避免烧刀的情况出现；
本发明通过对于铣削深度与宽度的控制，有效的使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀具耐用度；
本发明通过先加工刚性较差的部位，再加工刚性较好的部位，由于四轴粗加工叶根开档面，叶根圆角R处，叶冠开档面，叶冠圆角R处余量不均匀，因此都需要增加一次半精铣，保证精铣余量均匀，避免精铣过程中出现颤刀、崩刃，减少切削变形。
具体实施方式
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面对本发明进行详细说明。
一种钛合金叶片的加工方法，具体包括以下步骤：
刀具选择；
毛坯装夹定位，确定粗铣定位基准；
采用分层加工的方式对毛坯全周粗铣加工，使得毛坯粗加工后任其变形；
所述毛坯全周粗铣加工具体包括以下步骤：
内弧粗铣、背弧粗铣叶冠开档去余量；型面部分粗铣；
在进行内弧粗铣、背弧粗铣、叶冠开档去余量时，刀具为D32R5圆鼻刀，刀具转速为700r/min，进给速度1120mm/min，切深为1.5mm-2.5mm，切宽为10mm-15mm；具体包括以下步骤：
首先加工部位内弧，采用分层开粗加工方案，刀具进入方式采用圆弧切入，转角与吃满刀处按50％进给设置，减小刀片冲击，提高刀片寿命；
然后再加工背弧位置，其加工方式与内弧相同；
接着加工叶冠内弧开档处，由于叶冠开档面属于倒扣圆弧面，加工时必须要把倒扣部位面旋转到能加工的角度，然后再用分层开粗加工方式对开档面进行粗加工，其参数设置与内弧、背弧一致。
最后进行型面切削加工；
所述型面部分粗铣具体是指，通过螺旋转圈方式进行切削，其步距为5mm-8mm；在型面初始部位采用螺旋下刀方式，其中沿Z轴方向下刀到位后再进行沿X轴方向的加工。
修整定位基准；
型面部分、叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分依次进行半精铣；
在进行所述型面部分半精铣时，
采用D32R5圆鼻刀以螺旋方式切削，其中加工初始部位采用螺旋下刀方式，在Z轴方向下刀到位后再进行X轴方向的加工，精铣余量为0.5mm-0.8mm；所述D32R5圆鼻刀的转速700r/min，进给速度为1120mm/min，步距为5mm-6mm；
型面部分、叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分依次精铣；
在进行型面部分精铣时采用D25R5圆鼻刀进行螺旋方式切削，加工初始部位采用螺旋下刀方式进行加工，加工时沿Z轴方向下刀下到位后再进行沿X轴方向加工；其中，刀具转速为1000r/min，进给速度为1050mm/min，步距为2mm-2.5mm，余量留为0.05mm；
在进行叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分精铣时，采用的刀具为K12锥度球头刀，转速为2000r/min，进给速度2400mm/min，步距为0.2mm-0.3mm；其中叶冠开档面余量和叶冠圆角R过渡部分余量均留为0.05mm；
在进行叶冠开档面精铣时，利用刀具侧刃采用摆线铣削方式进行加工；叶冠圆角R过渡部分采用螺旋方式切削，加工初始部位采用螺旋下刀方式，沿Z轴方向下刀下到位后再进行沿X轴方向加工；
调整定位基准，对变形后的毛坯再次进行基准加工；
线切割叶根，磨削叶根；
在进行叶根磨削时，砂轮材料为绿碳化硅TL；砂轮硬度为ZR1；砂轮粒度为60；砂轮速度：10～20m/s，并采用乳化液进行磨削面冷却；
冷却方式采用高压，大排放量冲刷切削液冷却，为了防止磨削过程烧伤，其中喷嘴的形状与叶根型线相对应，这样便于每个部位充分冷却。
叶根半精铣和精铣加工；
在对叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分、叶根开档面以及叶根圆角R过渡部分进行半精铣时，采用的刀具D20球头刀，转速为1200r/min，进给速度1200mm/min，步距为0.3mm-0.5mm；其中叶根开档面和叶冠开档面的精铣余量为0.15mm-0.3mm，叶冠圆角R过渡部分和叶根圆角R过渡部分的精铣余量为0.1mm-0.15mm。
叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分、叶根开档面以及叶根圆角R过渡部分的半精铣顺序：型面半精铣-叶冠开档面半精铣-叶冠圆角R过渡部分半精铣-叶根开档面半精铣-叶根圆角R过渡部分半精铣。
精铣的顺序为叶冠开档面精铣-叶冠圆角R过渡部分精铣-型面部分精铣-叶根侧面精铣-各处倒角及残留面精铣。
在进行叶根侧面精铣时，采用D25R5圆鼻刀进行往返式切削加工，刀具转速为1000r/min，进给速度为1200mm/min，步距为0.2mm-0.3mm,余量留为0.0mm。
各处倒角及残留面精铣；
在进行各处倒角及残留面精铣时，采用D10R0.5合金立铣刀进行往返式切削加工，其中刀具转速2500r/min，进给速度位3000mm/min，步距为0.2mm-0.3mm,余量留为0.0mm。
线切割总长、钳修、抛光、检验，完成加工。
本发明在半精铣时和精铣采用的机床为七轴五联动双驱结构机床。
本发明在粗铣时，选择D32R5刀具主要针对此产品结构大小而定的，刀具过小，那么相对应的步距也会减小，效率就会降低，相对刀具的刚性也会减小。刀具过大，那么在加工型面内弧部位与圆角R部位，将会由于刀具直径过大而加工不到位，导致给精铣的余量不均匀且相对较大。
本发明中进行切削加工时，其刀具加工使得线速度为50-80m/s，进给速度未(1000-1200)mm/min；相比对于不锈钢材质的叶片进行切削线速度和进给速度大大降低，有效的避免切削温度过高，避免烧刀的情况出现。
相比不锈钢材质进行粗铣加工时，其切宽和切深均大大增加，增加铣削深度与宽度，降低转速与进给速度，使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀具耐用度。
在本发明中采用两次定位调整，然后通过基准面反过来加工叶根，这样型面的位置度相对叶根要容易保证；有效的避免了在粗加工发生变形的出现出现，本发明通过第二次基准的调整能够对于位置进行调整，保证了加工精度；
相比现有技术直接在毛坯上进行叶根加工，本发明在最后才采用磨削的方式进行叶根的加工，提高了加工的刚性度。
本发明针对钛合金材料弹性模量低，弹性变形大，接近后刀面处工件表面回弹量大，已加工表面与后刀面的接触面积大，刀具磨损严重的特点，选择适当的刀具，合理的工艺流程安排，提前对变形做出有效的解决方案，再通过合理的切削参数与数控加工策略，有效的避免切削温度过高，避免烧刀的情况出现；对于铣削深度与宽度的控制，有效的使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀具耐用度；同时有效的避免叶片加工变形的情况出现。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (3)
1.一种钛合金叶片的加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
刀具选择；
毛坯装夹定位，确定粗铣定位基准；
采用分层加工的方式对毛坯全周粗铣加工，使得毛坯粗加工后任其变形；
所述毛坯全周粗铣加工具体包括以下步骤：
内弧粗铣、背弧粗铣叶冠开档去余量；型面部分粗铣；
在进行内弧粗铣、背弧粗铣、叶冠开档去余量时，刀具为D32R5圆鼻刀，刀具转速为700r/min，进给速度1120mm/min，切深为1.5mm-2.5mm，切宽为10mm-15mm；
修整定位基准；
型面部分、叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分半精铣；
型面部分、叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分精铣；
调整定位基准，对变形后的工件再次进行基准加工；
线切割叶根，磨削叶根；
叶根半精铣和精铣加工；
各处倒角及残留面精铣；
线切割总长、钳修、抛光、检验，完成加工；
所述型面部分粗铣具体是指，通过螺旋转圈方式进行切削，其步距为5mm-8mm；在型面初始部位采用螺旋下刀方式，其中沿Z轴方向下刀到位后再进行沿X轴方向的加工；
在进行所述型面部分半精铣时，采用D32R5圆鼻刀以螺旋方式切削，其中加工初始部位采用螺旋下刀方式，在Z轴方向下刀到位后再进行X轴方向的加工，精铣余量为0.5mm-0.8mm；所述D32R5圆鼻刀的转速700r/min，进给速度为1120mm/min，步距为5mm-6mm；
在对叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分、叶根开档面以及叶根圆角R过渡部分进行半精铣时，采用的刀具为D20球头刀，转速为1200r/min，进给速度1200mm/min，步距为0.3mm-0.5mm；其中叶根开档面和叶冠开档面的精铣余量为0.15mm-0.3mm，叶冠圆角R过渡部分和叶根圆角R过渡部分的精铣余量为0.1mm-0.15mm；
在进行型面部分精铣时，采用D25R5圆鼻刀进行螺旋方式切削，加工初始部位采用螺旋下刀方式进行加工，加工时沿Z轴方向下刀下到位后再进行沿X轴方向加工；其中，刀具转速为1000r/min，进给速度为1050mm/min，步距为2mm-2.5mm，余量留为0.05mm；
在进行叶冠开档面、叶冠圆角R过渡部分精铣时，采用的刀具为K12锥度球头刀，转速为2000r/min，进给速度2400mm/min，步距为0.2mm-0.3mm；其中叶冠开档面余量和叶冠圆角R过渡部分余量均留为0.05mm；
在进行叶冠开档面精铣时，利用刀具侧刃采用摆线铣削方式进行加工；叶冠圆角R过渡部分采用螺旋方式切削，加工初始部位采用螺旋下刀方式，沿Z轴方向下刀下到位后再进行沿X轴方向加工。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金叶片的加工方法，其特征在于，在进行叶根侧面精铣时，采用D25R5圆鼻刀进行往返式切削加工，刀具转速为1000r/min，进给速度为1200mm/min，步距为0.2mm-0.3mm,余量留为0.0mm。
3.根据权利要求2所述的一种钛合金叶片的加工方法，其特征在于，在进行各处倒角及残留面精铣时，采用D10R0.5合金立铣刀进行往返式切削加工，其中刀具转速2500r/min，进给速度位3000mm/min，步距为0.2mm-0.3mm,余量留为0.0mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111498244.3A CN114248078B (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 一种钛合金叶片的加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111498244.3A CN114248078B (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 一种钛合金叶片的加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114248078A CN114248078A (zh) | 2022-03-29 |
| CN114248078B true CN114248078B (zh) | 2023-04-25 |
Family
ID=80791899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111498244.3A Active CN114248078B (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 一种钛合金叶片的加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114248078B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115194416B (zh) * | 2022-08-18 | 2023-09-29 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种喷嘴叶片加工方法 |
| CN116493874B (zh) * | 2023-04-27 | 2024-07-12 | 深圳市锴诚精密模具有限公司 | 一种cnc超精密切削工艺 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101733461B (zh) * | 2008-11-12 | 2013-01-09 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种整体叶盘叶片分段刚性铣削工艺 |
| JP4986083B2 (ja) * | 2009-01-29 | 2012-07-25 | 平和産業株式会社 | タービンブレードの加工方法とそのタービンブレードの加工装置 |
| CN105834702B (zh) * | 2016-05-31 | 2017-11-07 | 西北工业大学 | 原位自生型TiB2颗粒增强铝基复合材料叶片切削加工方法 |
| CN112404913B (zh) * | 2020-10-13 | 2022-11-15 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种钛合金整体叶盘叶片加工工艺方法 |
| CN113020677A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-25 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种汽轮机纵树叶根汽道加工方法 |
-
2021
- 2021-12-09 CN CN202111498244.3A patent/CN114248078B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114248078A (zh) | 2022-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101746483B1 (ko) | 다날 엔드밀 | |
| CN114248078B (zh) | 一种钛合金叶片的加工方法 | |
| JP6139528B2 (ja) | 多刃エンドミル | |
| TWI436840B (zh) | Ball cutter | |
| WO2015068824A1 (ja) | ラジアスエンドミル及び切削加工方法 | |
| JP5614511B2 (ja) | ボールエンドミル及びインサート | |
| KR102021271B1 (ko) | 날끝 교환식 회전 절삭 공구 및 인서트 | |
| CN105834499A (zh) | 一种用于加工增强纤维复合材料的交错pcd铣刀及方法 | |
| CN204565247U (zh) | 整体叶盘流道高效侧铣加工用整体式环形铣刀 | |
| EP0706436B1 (en) | Method of sharpening cutting blades | |
| JP5939208B2 (ja) | ボールエンドミル | |
| WO2018074542A1 (ja) | 切削インサート及び刃先交換式回転切削工具 | |
| CN118080947A (zh) | 一种带有弧形切屑槽的整体硬质合金铣刀 | |
| JP2024023943A (ja) | ボールエンドミル | |
| JP6086179B1 (ja) | 刃先交換式回転切削工具及びインサート | |
| CN111390371B (zh) | 多刃型电极帽修磨刀架 | |
| JP2013013962A (ja) | Ｃｂｎエンドミル | |
| CN218855712U (zh) | 立铣刀 | |
| CN114378345A (zh) | 一种大倒角成型面加工成型铣刀 | |
| CN216028335U (zh) | 一种错齿粗精一体铣刀 | |
| CN212652768U (zh) | 硬质合金45°倒角刀 | |
| CN214920827U (zh) | 一种加工偏心鼻模的刀具 | |
| CN219684073U (zh) | 一种凹圆弧铣刀 | |
| CN221110030U (zh) | 一种无毛刺t型铣刀 | |
| CN214920818U (zh) | 一种带有刃口双倒角设计的新型平面铣刀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |