CN116586908A - 航空零件氰化面的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的航空零件氰化面的加工方法，属于航空零件加工的技术领域，解决现有技术中成品加工效率较低的技术问题。所述方法包括：样品的初加工，形成第一待加工样品；氰化工艺处理所述第一待加工样品形成第二待加工样品，所述第二待加工样品表面形成有氰化层；所述第二待加工样品采用车床车削的方式对所述氰化层进行预设精度的加工，形成成品。以车加工代替磨加工进行氰化面切削加工的方法，以提高表面加工质量，消除热裂纹，方便操作，提高加工效率。
Description
技术领域
本发明属于航空用零件加工方法的领域，尤其涉及一种航空零件氰化面的加工方法。
背景技术
航空发动机涡轮部分弹性支座零件在部分区域需要进行氰化处理，以提高表面硬度、抗蚀性和耐磨性。在零件表面氰化处理后需要进行再次机械加工，以满足设计要求的尺寸。氰化面由于硬度很高，传统的加工方法为磨加工，氰化面去除量为直径1.4mm，单次磨削量控制在0.005-0.01mm，导致单件加工时间在15小时左右，效率低。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种航空零件氰化面的加工方法，至少解决现有技术中零件加工效率较低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
提供一种航空零件氰化面的加工方法，所述方法包括：
样品的初加工，形成第一待加工样品；
氰化工艺处理所述第一待加工样品形成第二待加工样品，所述第二待加工样品表面形成有氰化层；
所述第二待加工样品采用车床车削的方式对所述氰化层进行预设精度的加工，形成成品。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
以车加工代替磨加工进行氰化面切削加工的方法，以提高表面加工质量，消除热裂纹，方便操作，提高加工效率，并且降低加工的耗时，单件可控制在4-6小时，即为完成加工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
本发明的航空零件氰化面的加工方法，参见图1所示，所述的方法包括：
S101：样品的初加工，形成第一待加工样品，具体的，样品的材质为合金结构钢，例如，12Cr2Ni4A，自身原材料硬度不高，加工性能较好，样品的初加工采用传统工艺即可，例如，包括切断、表面初磨、清洗和除毛刺等。
S102：氰化工艺处理第一待加工样品形成第二待加工样品，第二待加工样品表面形成有氰化层，氰化工艺处理(碳氮共渗工艺)，以提高表面硬度、抗蚀性和耐磨性，一般的，在零件表面或外圆凹槽区域增加了氰化工艺，也可以是零件设开设有预设数量的凹槽，凹槽也进行氰化处理，以提高零件表面硬度、抗蚀性和耐磨性，满足发动机运行要求；
S103：第二待加工样品采用车床车削的方式对氰化层进行预设精度的加工，形成成品，具体的：
氰化后零件氰化区硬度由HRC31.5-41.5提高到HRC≥60，切削难度变大，对刀具性能提出了很高要求，由此，传统方式在过去的数年内，均采用的砂轮磨加工的方式，砂轮覆盖待加工样品，磨加工设备冷却液喷射为沿砂轮旋转运动切线方向大面积甩出，无法均匀的冲洗在零件加工表面，使得磨削产生的热量直接作用在零件，导致氰化面产生热裂纹，加工合格率仅60％左右，其成本高且效率低，一般的，资深高工磨加工的效率为：氰化面机械去除量为直径1.4mm，单次磨削量控制在0.005-0.01mm，导致单件加工时间在15小时左右。
针对传统方式的缺陷，将现有技术中车加工的方式来替代传统的磨加工方式，提高航空领域中零件的加工效率和成品率，由于磨加工冷却液喷射方式为散射，对磨削区域的冷却效果不佳，车加工的方式在加工时冷却液可集中喷射到加工区域，并且是以点加工的方式，其冷却效果好，可减少或避免热裂纹的产生。
作为本案优选的具体实施方式，第二待加工样品采用车削的方式对氰化层进行预设精度的加工，包括：
车床刀具选用陶瓷涂层的外圆车刀，刀片型号优选的为VCMT160408-PF4WSM10，以点加工的方式处理氰化层至预设厚度精度，粗糙度控制在Ra0.8以下，采用外圆车刀按预设的车床参数进行加工，具体的:
1)加工的时间要求在5-6小时，车加工的参数：
车床进给量为0.05mm/s且吃刀量0.1mm时，车床的转速小于30r/mi n。
2)加工的时间要求在4-5小时，车加工的参数：
车床转速为20r/mi n且吃刀量0.1mm时，车床进给量小于0.06mm/s。
3)加工的时间要求在3-4小时，车加工的参数：
车床转速为20r/mi n且进给量为0.06mm/s，吃刀量0.15mm。
进一步的，第一待加工样品上开设有预设数量的凹槽，采用外圆车刀按预设的车床参数进行加工，包括：
凹槽采用槽刀对氰化层进行预设精度的加工，且槽刀设置有氧化铝复合涂层。
加工的参数，见表一：
表1
通过设置不同的转速，进给量，吃刀量，试验加工效果，根据加工时间长短、加工面质量以及刀具磨损情况，找出最优方案。最优加工参数为转速20r/mi n，进给量0.06mm/s，吃刀量0.15mm。以此参数为准进行了零件验证，粗糙度满足Ra0.8要求，加工效率提升的同时减少了刀具损耗：单件加工时间由15小时减少至5小时，刀具损耗由原来一套2个砂轮片(约400人民币)加工2个零件变成一套2个刀片(约50人民币)加工1个零件，加工成本大大降低。通过磁粉无损检测证实氰化面车加工区域无裂纹产生，证实了以车加工代替磨加工的方式加工氰化面，在保证粗糙度达标的同时，零件质量和加工效率得到了大量提升，同时降低了加工成本。
进一步的，当前车床的刀具是自动切换的，当要加工的零件设置有凹槽时，仅仅是刀具的自动切换即可完成加工，相对于传统磨加工的方式，在无法使用同一个磨具加工凹槽，中途需更换其它磨具，操作不便，因此，车加工的方式在刀具更换上可减少不必要的时间消耗。
需要强调的是：本发明的外圆车刀和/或槽刀设置涂层的目的是：涂层组分包括含氧化铝、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物的复合化合物或是新型的氧化铝复合图层或是氧化铝、碳化物、氮铝化钛、硅化物的复合化合物，针对上述加工参数，同时使用通用的涂层刀片和银虎刀片加工零件，通用涂层刀片刀尖有效使用寿命只有15-20分钟，银虎刀片刀尖的有效使用寿命可达到60-70分钟。银虎刀片(WSM**S)涂层特点：氧化铝复合涂层抵抗高切削热，能够快速切削，并且，该涂层使得刀具表面光滑，降低切削时的摩擦力和降低摩擦切削热，并且，采用细晶粒基体抗缺口磨损，涂层增加锋利度，降低切削热。采用氮铝化钛涂层可以抵抗后刀面磨损。
以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种航空零件氰化面的加工方法，其特征在于，所述方法包括：
样品的初加工，形成第一待加工样品；
氰化工艺处理所述第一待加工样品形成第二待加工样品，所述第二待加工样品表面形成有氰化层；
所述第二待加工样品采用车床车削的方式对所述氰化层进行预设精度的加工，形成成品。
2.根据权利要求1所述的航空零件氰化面的加工方法，其特征在于，样品的材质为合金结构钢。
3.根据权利要求1所述的航空零件氰化面的加工方法，其特征在于，所述氰化层的硬度HRC≥60。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述第二待加工样品采用车削的方式对所述氰化层进行预设精度的加工，包括：
车床刀具选用氧化铝复合涂层的外圆车刀，以点加工的方式处理所述氰化层至预设厚度精度，粗糙度控制在Ra0.8以下；
采用外圆车刀按预设的车床参数进行加工。
5.根据权利要求4所述的航空零件氰化面的加工方法，其特征在于，采用外圆车刀按预设的车床参数进行加工，包括：
车床进给量为0.05mm/s且吃刀量0.1mm时，车床的转速小于30r/min。
6.根据权利要求4所述的航空零件氰化面的加工方法，其特征在于，采用外圆车刀按预设的车床参数进行加工，包括：
车床转速为20r/min且吃刀量0.1mm时，车床进给量小于0.06mm/s。
7.根据权利要求4所述的航空零件氰化面的加工方法，其特征在于，采用外圆车刀按预设的车床参数进行加工，包括：
车床转速为20r/min且进给量为0.06mm/s，吃刀量0.15mm。
8.根据权利要求4所述的航空零件氰化面的加工方法，其特征在于，所述第一待加工样品上开设有预设数量的凹槽，采用外圆车刀按预设的车床参数进行加工，包括：
凹槽采用槽刀对氰化层进行预设精度的加工，且所述槽刀设置有氧化铝复合涂层。
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