CN115213639A - 一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械制造技术领域，尤其涉及IPC B23B1领域，更具体地，涉及一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法。通过三步加工工艺来制备整体叶轮类零件辐板部位，通过控制不同工艺步骤中的工艺参数，并配合本申请中特定的刀具，能够在减少加工过程中叶轮类零件辐板变形，从而增加得到的产品精度的同时，还具有较高的加工效率，满足国内航天航空领域的需求。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域，尤其涉及IPC B23B1领域，更具体地，涉及一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法。
背景技术
整体叶轮类零件是航空发动机的关键部件，但是随着科技的发展，发动机的性能和结构要求也在提高，对于整体叶轮类零件的精度和生产效率的要求也越来越高。然而整体叶轮类零件结构复杂，从而一方面会导致制备出的叶片变形，影响加工质量和精度，另一方面会影响加工效率，因此急需出现一种加工方法，能够在提高整体叶轮类零件的加工精度的同时，还能够提高加工效率和加工稳定性。
现有技术中，申请公布号为CN 103286322A的专利文件，公开了一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，采用恒切的速度来保证切削过程中零件去除率不变，从而延长了刀具寿命，但是对加工效率和产品的精度改善不明显。
申请公布号为CN112296613A的专利文件，公开了一种闭式叶轮整体数控车削、铣削加工制造方法，采用整体式铣削加工方法，能够在简化加工流程的同时，还能够提高叶轮的整体结构强度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，包括以下步骤：包括以下步骤：
S1、粗加工步骤：选用粗加工刀具对整体叶轮类零件辐板部位进行粗加工；
S2、半精加工步骤：选用半精加工刀具对步骤S1得到的整体叶轮类零件辐板部位进行半精加工；
S3、精加工步骤：选用精加工刀具对步骤S2得到的整体叶轮类零件辐板部位进行精加工，即得整体叶轮类零件。
优选的，所述步骤S1的加工参数为：主轴转速500-1000r/min，进给速度100-200mm/min，加工余量0.5-1.5mm。
优选的，所述步骤S1中粗加工刀具为车刀、环形铣刀、锥形铣刀、球头铣刀中的任一种；进一步优选的，为车刀。
优选的，所述步骤S1中粗加工刀具的材质为硬质合金、高速钢、陶瓷、立方氮化硼、金刚石中的一种或多种；进一步优选的，为硬质合金。
优选的，所述硬质合金为钨钴类硬质合金、钨钛钴类硬质合金、钨钽钴类硬质合金、钨钛钽钴类硬质合金中的一种或多种；进一步优选的，为钨钴类硬质合金。
优选的，所述粗加工刀具中钴金属含量为6-10wt％；进一步优选的，为8wt％。
在一些优选的方案中，所述步骤S1中粗加工刀具购买自株洲弘通硬质合金有限公司生产的YG8硬质合金耐磨车刀。
优选的，所述步骤S2的加工参数为：主轴转速2000-4000r/min，进给速度400-700mm/min，加工余量0.1-0.5mm。
优选的，所述步骤S2中半精加工刀具为镶片车刀、球头铣刀中的任一种；进一步优选的，为球头铣刀。
优选的，所述步骤S2中半精加工刀具的材质为硬质合金、高速钢、陶瓷、立方氮化硼、金刚石中的一种或多种；进一步优选的，为硬质合金。
优选的，所述硬质合金为钨钴类硬质合金、钨钛钴类硬质合金、钨钽钴类硬质合金、钨钛钽钴类硬质合金中的一种或多种；进一步优选的，为钨钴类硬质合金。
优选的，所述步骤S2中半精加工刀具的刃径为5-15mm，刃长为15-30mm，柄径为5-15mm；进一步优选的，所述步骤S2中半精加工刀具的刃径为6mm，刃长为22mm，柄径为6mm。
在一些优选的方案中，所述步骤S2中半精加工刀具购买自佛山市顺德区正一昌五金工具有限公司售卖的御木牌刀具，规格型号为NO.EMSRQT622。
优选的，所述步骤S3的加工参数为：主轴转速4000-6000r/min，进给速度1000-2000mm/min，加工余量0.01-0.1mm。
优选的，所述步骤S3中精加工刀具为镶片车刀、球头铣刀中的任一种；进一步优选的，为球头铣刀。
优选的，所述步骤S3中精加工刀具的材质为硬质合金、高速钢、陶瓷、立方氮化硼、金刚石中的一种或多种；进一步优选的，为硬质合金。
优选的，所述硬质合金为钨钴类硬质合金、钨钛钴类硬质合金、钨钽钴类硬质合金、钨钛钽钴类硬质合金中的一种或多种；进一步优选的，为钨钴类硬质合金。
优选的，所述步骤S3中精加工刀具的刃径为1-5mm，刃长为1-15mm，柄径为1-5mm；进一步优选的，所述步骤S3中精加工刀具的刃径为2mm，刃长为12mm，柄径为3.175mm。
在一些优选的方案中，所述步骤S3中精加工刀具购买自佛山市顺德区正一昌五金工具有限公司售卖的御木牌刀具，规格型号为NO.EMSRQT3.17512-2.0。
申请人意外发现，选用车刀作为粗加工刀具，球头铣刀作为半精加工刀具和精加工刀具，能够在提高加工精度的同时，还能够提高加工效率。这可能是由于车刀切削性能稳定，切削量大且速度快，效率高，但是其精度低，所以只能作为粗加工刀具。而球头铣刀加工状态平稳，且加工精度高，不会与工件发生干涉，将其用作半精加工刀具和精加工刀具能够保证制备得到的整体叶轮类零件的精度，但是其走刀次数多，影响零件的加工效率。因此，在不同加工步骤选用不同的刀具，能够在提高加工精度的同时，提高加工效率。
在一些优选的方案中，选用特定的钨钴类硬质合金作为半精加工和精加工刀具的材质，能够在提高加工精度的同时，减少对刀具的磨损。这可能是由于特定材质和尺寸的钨钴类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性，加工时不沾刀，且切割光洁度高，粗糙度小，满足整体叶轮类零件的精度和外观需求，而较大的排屑槽排屑快，效率高，对刀具的磨损减少。
本发明第二方面提供了所述整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法的应用，可应用于加工航空航天领域中的叶轮类零件辐板。
有益效果：
1、通过选用车刀作为粗加工刀具，球头铣刀作为半精加工刀具和精加工刀具，能够在提高加工精度的同时，还能够提高加工效率。
2、通过选用特定的钨钴类硬质合金作为半精加工和精加工刀具的材质，能够在提高加工精度的同时，减少对刀具的磨损。
3、通过选用本申请中的加工路线对整体叶轮类零件辐板部位进行加工，通过控制不同工艺中主轴转速、进给速度和加工余量的大小，能够进一步提高生产效率和加工质量。
4、本申请通过三步加工工艺来制备整体叶轮类零件辐板部位，通过控制不同工艺步骤中的工艺参数，并配合本申请中特定的刀具，能够在减少加工过程中叶轮类零件辐板变形，从而增加得到的产品精度的同时，还具有较高的加工效率，满足国内航天航空领域的需求。
具体实施方式
实施例
实施例1
实施例1提供了一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，包括以下步骤：
S1、粗加工步骤：选用粗加工刀具对整体叶轮类零件辐板部位进行粗加工；
S2、半精加工步骤：选用半精加工刀具对步骤S1得到的整体叶轮类零件辐板部位进行半精加工；
S3、精加工步骤：选用精加工刀具对步骤S2得到的整体叶轮类零件辐板部位进行精加工，即得整体叶轮类零件。
所述步骤S1的加工参数为：主轴转速800r/min，进给速度150mm/min，加工余量1.0mm。
所述步骤S1中粗加工刀具为车刀。
所述步骤S1中粗加工刀具的材质为硬质合金。
所述硬质合金为钨钴类硬质合金。
所述粗加工刀具中钴金属含量为8wt％。
所述步骤S1中粗加工刀具购买自株洲弘通硬质合金有限公司生产的YG8硬质合金耐磨车刀。
所述步骤S2的加工参数为：主轴转速3000r/min，进给速度600mm/min，加工余量0.5mm。
所述步骤S2中半精加工刀具为球头铣刀。
所述步骤S2中半精加工刀具的材质为硬质合金。
所述硬质合金为钨钴类硬质合金。
所述步骤S2中半精加工刀具的刃径为6mm，刃长为22mm，柄径为6mm。
所述步骤S2中半精加工刀具购买自佛山市顺德区正一昌五金工具有限公司售卖的御木牌刀具，规格型号为NO.EMSRQT622。
所述步骤S3的加工参数为：主轴转速5000r/min，进给速度1500mm/min，加工余量0.05mm。
所述步骤S3中精加工刀具为球头铣刀。
所述步骤S3中精加工刀具的材质为硬质合金。
所述硬质合金为钨钴类硬质合金。
所述步骤S3中精加工刀具的刃径为2mm，刃长为12mm，柄径为3.175mm。
所述步骤S3中精加工刀具购买自佛山市顺德区正一昌五金工具有限公司售卖的御木牌刀具，规格型号为NO.EMSRQT3.17512-2.0。
本发明第二方面提供了所述整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法在加工航空航天领域中的叶轮类零件辐板上的应用。
实施例2
实施例2提供了一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，具体实施方式同实施例1，不同点在于：包括以下步骤：
S1、粗加工步骤：选用粗加工刀具对整体叶轮类零件辐板部位进行粗加工；
S2、精加工步骤：选用精加工刀具对步骤S1得到的整体叶轮类零件辐板部位进行精加工，即得整体叶轮类零件。
实施例3
实施例3提供了一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述步骤S2中半精加工刀具为锥形铣刀。
所述锥形铣刀购买自山东大亚云商工业工程技术有限公司购买的合金旋转锉钨钢铣刀。
实施例4
实施例4提供了一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述步骤S3的加工参数为：主轴转速4000r/min，进给速度2000mm/min，加工余量0.005mm。
实施例5
实施例5提供了一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述步骤S2中半精加工刀具的材质为金刚石。
所述所述步骤S2中半精加工刀具购买自东莞市川业五金有限公司生产的金刚石刀具。
性能测试方法
1、表面粗糙度
对于实施例1-5所述的整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法得到的产品，用电动轮廓仪测试其表面粗糙度，选用十个不同的表面测试并计算平均值，结果记入表1。
2、精度测试
对于实施例1-5所述的整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法得到的产品，利用三坐标测量机，检验产品的尺寸是否符合要求，并计算其偏差均值，结果记入表1。
表1实施例检测结果
| 表面粗糙度Ra/μm | 精度测试/mm | |
| 实施例1 | 1.5 | ±0.03 |
| 实施例2 | 3.8 | ±1.05 |
| 实施例3 | 2.6 | ±0.52 |
| 实施例4 | 2.2 | ±0.18 |
| 实施例5 | 1.8 | ±0.09 |
实施例5的产品表面粗糙度和精度都和实施例1相似，但是随着车削次数的增加，申请人发现其刀片的损害率增大，继续使用会影响表面粗糙度和精度，频繁更换刀具会导致加工成本较高。
Claims (10)
1.一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、粗加工步骤：选用粗加工刀具对整体叶轮类零件辐板部位进行粗加工；
S2、半精加工步骤：选用半精加工刀具对步骤S1得到的整体叶轮类零件辐板部位进行半精加工；
S3、精加工步骤：选用精加工刀具对步骤S2得到的整体叶轮类零件辐板部位进行精加工，即得整体叶轮类零件。
2.根据权利要求1所述的一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，其特征在于，所述步骤S1的加工参数为：主轴转速500-1000r/min，进给速度100-200mm/min，加工余量0.5-1.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，其特征在于，所述步骤S1中粗加工刀具为车刀、环形铣刀、锥形铣刀、球头铣刀中的任一种。
4.根据权利要求3所述的一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，其特征在于，所述步骤S1中粗加工刀具的材质为硬质合金、高速钢、陶瓷、立方氮化硼、金刚石中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，其特征在于，所述步骤S2的加工参数为：主轴转速2000-4000r/min，进给速度400-700mm/min，加工余量0.1-0.5mm。
6.根据权利要求5所述的一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，其特征在于，所述步骤S2中半精加工刀具为车刀、环形铣刀、锥形铣刀、球头铣刀中的任一种。
7.根据权利要求6所述的一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，其特征在于，所述步骤S2中半精加工刀具的刃径为5-15mm，刃长为15-30mm，柄径为5-15mm。
8.根据权利要求1所述的一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，其特征在于，所述步骤S3的加工参数为：主轴转速4000-6000r/min，进给速度1000-2000mm/min，加工余量0.01-0.1mm。
9.根据权利要求8所述的一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法，其特征在于，所述步骤S3中精加工刀具的刃径为1-5mm，刃长为1-15mm，柄径为1-5mm。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法的应用，其特征在于，应用于加工航空航天领域中的叶轮类零件辐板。
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| CN202210874501.7A CN115213639A (zh) | 2022-07-22 | 2022-07-22 | 一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法 |
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| CN202210874501.7A CN115213639A (zh) | 2022-07-22 | 2022-07-22 | 一种整体叶轮类零件辐板部位车削加工方法 |
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- 2022-07-22 CN CN202210874501.7A patent/CN115213639A/zh active Pending
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