航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法技术

技术编号:14974157 阅读:128 留言:0更新日期:2017-04-03 01:44
本发明专利技术公开了一种航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,包括以下步骤:a、选取金刚石材料并带有修光刃的铣刀片,以增大切削平面的速度,提高切削效率;b、将铣刀片的修光刃修磨成与被加工薄壁铝镁机匣上的已加工表面呈角度α布置;c、依据铣刀片及其修光刃优化铣削加工参数;d、采用点支撑方式固定被加工薄壁铝镁机匣;e、采用优化的加工参数对固定的被加工薄壁铝镁机匣的型腔精密平面进行表面铣削加工,获得成型的薄壁铝镁机匣精密型腔平面。能够增大切削平面的速度,提高切削效率,同时能够减小切削力,减小刀具与被加工零件的摩擦;从而能够减小平面在加工切削中振动、让刀、变形,最终保证大平面的精度要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机机匣加工
,特别地,涉及一种航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的高效铣削方法。
技术介绍
航空发动机中有很多大型的铝镁合金结构的机匣,这种机匣包含众多油路,结构大而复杂,壁厚较薄,具有强度较小的大型腔结构平面,这些平面之间的接触配合要求高,即对机匣平面的平面度精度、粗糙度质量要求较高,一般平面度要求高达不大于0.01mm,粗糙不大于1.6。目前对于这种机匣大平面的加工是采用的普通材料刀片或硬质合金材料刀片式铣刀进行精加工。具有以下不足:1、采用的普通材料刀片或硬质合金材料刀片切削速度不高,切削速度最高仅能达到300~500m/min,加工效率有待提高。2、目前的数控铣刀片都具有修光刃,如图4所示,修光刃1′的刃长L较长,由于这种修光刃1′能够提高加工后的零件2′表面粗糙度,因此,其在铣削加工的刀片中应用已为一种标准。但这种铣刀片3′在精加工过程中,修光刃1′参与切削刀尖遗留的残余材料,且与已加工表面4′发生摩擦,易产生较大切削力,由于复杂结构机匣的型腔平面无法将其整体支靠,仅能采用分散的点式支靠,当切削力较大时,容易使无支靠处强度较小的平面在铣削过程中产生振动、让刀。最终加工后平面度的精度只能达到0.02~0.03mm,前这种铣刀片的加工方式不能满足该类型的大平面的精加工要求。3、对于铝镁机合金材料,当修光刃与已加工表面摩擦长度较长时,容易擦伤已加工表面,影响平面的表面粗糙度质量,造成加工质量不稳定。
技术实现思路
本专利技术提供了一种航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,以解决现有采用普通材料刀片或硬质合金刀片式铣刀的加工方法,加工精度不高、加工效率低的技术问题。本专利技术提供一种航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,包括以下步骤:a、选取金刚石材料并带有修光刃的铣刀片,以增大切削平面的速度,提高切削效率;b、将铣刀片的修光刃修磨成与被加工薄壁铝镁机匣上的已加工表面呈角度α结构;c、依据铣刀片及其修光刃优化铣削加工参数;d、采用点支撑方式固定被加工薄壁铝镁机匣;e、采用优化的加工参数对固定的被加工薄壁铝镁机匣的型腔精密平面进行表面铣削加工,获得成型的薄壁铝镁机匣精密型腔平面。进一步地,步骤a中,金刚石铣刀片的圆角设计为R0.1mm-R0.2mm的小圆角结构,以减小切削力、减小刀具与被加工薄壁铝镁机匣之间的摩擦。进一步地,金刚石铣刀片的切削速度设定在800m/min-1500m/min,以发挥金刚石的高硬度、高耐磨性、低摩擦、高导热性的性能,提高加工效率。进一步地,步骤b中修光刃设计,将修光刃修磨成α的角度,以使修光刃作用于被加工薄壁铝镁机匣时,修光刃与被加工薄壁铝镁机匣表面形成α的角度。进一步地,步骤c优化铣削加工参数具体为:设定残留面积的最高点与铣刀片刀尖圆角在被加工薄壁铝镁机匣的切点的竖直距离为残留面积的高度H,铣刀片刀尖圆角与被加工薄壁铝镁机匣表面最近的两个切点之间的距离为刀尖进给f,新设计的修光刃的角度为α;被加工薄壁铝镁机匣平面的粗糙度Ra值取决于切削残留面积的高度H,影响残留面积高度H主要是修光刃的角度以及进给速度,得到残留面积高度值H与修光刃的角度α及进给速度值存在以下关系:H=(1/2)×f×tan(α),根据此关系式,设定铣刀片的进给速度不大于2H/tan(α),以保证被加工薄壁铝镁机匣的已加工表面的粗糙度Ra的情况下取铣刀片的最大进给速度,提高铣削效率。进一步地,被加工薄壁铝镁机匣型腔平面的面积为600mm×250mm,采用点支靠方式固定,加工平面度要求为0.01mm,粗糙度要求为Ra1.6,即平面表面切削的残余面积高度小于0.0016m;选取圆角为R0.1mm的带修光刃的铣刀片,将修光刃修磨成-4°角度的结构。进一步地,选用φ63mm的铣刀盘,铣刀盘装有三片铣刀片,设定铣刀片的切深为0.05mm,铣削速度为1000min/min。进一步地,根据残留面积的高度值H与进给速度的关系:f≤2H/tan(4°),f≤2×0.0016/tan(4°),从而得到铣刀片每转的进给f≤0.0457mm。进一步地,根据设定的切削参数,编制数控程序,在数控机床上对被加工薄壁铝镁机匣的平面进行铣削加工。进一步地,采用数控机床进行被加工薄壁铝镁机匣的铣削加工。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,金刚石由于具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦、高导热性等优点,能够增大切削平面的速度,提高切削效率,同时能够减小切削力,减小刀具与被加工零件的摩擦。将铣刀片的修光刃修磨成与已加工表面成α角度的结构,能够减小铣刀片切削刀尖圆弧遗留的残余材料,且减小与已加工表面的摩擦,有利于减小加工过程中铣刀片对大平面产生的切削力,对于薄壁铝镁机匣较薄强度较小的大平面,切削力的减小能够减小平面在加工切削中振动、让刀、变形,最终达到提高大平面的平面度精度的目的;薄壁铝镁机匣型腔平面使用这种新的修光刃刀片铣削加工后平面度精度能达到0.006mm-0.01mm,相对于无角度的修光刃刀片加工的精度能提高2-5倍;从而减小在铣削过程中大平面产生振动、让刀,提高大平面的平面度精度。优化铣削参数,保证加工表面的粗糙度质量的情况下取铣刀的最大的进给,消除由于修光刃与已加工表面的摩擦而造成的已加工表面擦伤现象。除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图,对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1是本专利技术优选实施例的航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法的步骤框图;图2是本专利技术优选实施例的选取的铣刀片及其修光刃处于零件加工部位的结构示意图;图3是图2铣刀片刀尖切削处的局部放大图。图4是现有铣刀片加工部位的结构示意图。图例说明:1、被加工薄壁铝镁机匣;2、铣刀片;3、修光刃;4、已加工表面。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明,但是本专利技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。图1是本专利技术优选实施例的航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法的步骤框图;图2是本专利技术优选实施例的选取的铣刀片及其修光刃处于零件加工部位的结构示意图;图3是图2铣刀片刀尖切削处的局部放大图。如图1所示,本本文档来自技高网
...
航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法

【技术保护点】
一种航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,其特征在于,包括以下步骤:a、选取金刚石材料并带有修光刃的铣刀片,以增大切削平面的速度,提高切削效率;b、将铣刀片的修光刃修磨成与被加工薄壁铝镁机匣上的已加工表面呈角度α结构;c、依据铣刀片及其修光刃优化铣削加工参数;d、采用点支撑方式固定被加工薄壁铝镁机匣;e、采用优化的加工参数对固定的被加工薄壁铝镁机匣的型腔精密平面进行表面铣削加工,获得成型的薄壁铝镁机匣精密型腔平面。

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、选取金刚石材料并带有修光刃的铣刀片,以增大切削平面的速度,提高切削效率;
b、将铣刀片的修光刃修磨成与被加工薄壁铝镁机匣上的已加工表面呈角度α结构;
c、依据铣刀片及其修光刃优化铣削加工参数;
d、采用点支撑方式固定被加工薄壁铝镁机匣;
e、采用优化的加工参数对固定的被加工薄壁铝镁机匣的型腔精密平面进行表面铣削
加工,获得成型的薄壁铝镁机匣精密型腔平面。
2.根据权利要求1所述的航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,其特征在于,
所述步骤a中,金刚石铣刀片的圆角设计为R0.1mm-R0.2mm的小圆角结构,以减小
切削力、减小刀具与被加工薄壁铝镁机匣之间的摩擦。
3.根据权利要求2所述的航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,其特征在于,
金刚石铣刀片的切削速度设定在800m/min-1500m/min,以发挥金刚石的高硬度、高
耐磨性、低摩擦、高导热性的性能,提高加工效率。
4.根据权利要求1所述的航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,其特征在于,
所述步骤b中修光刃设计,将修光刃修磨成α的角度,以使修光刃作用于被加工薄
壁铝镁机匣时,修光刃与被加工薄壁铝镁机匣表面形成α的角度。
5.根据权利要求1所述的航空发动机薄壁铝镁机匣精密型腔平面的铣削方法,其特征在于,
步骤c优化铣削加工参数具体为:
设定残留面积的最高点与铣刀片刀尖圆角在被加工薄壁铝镁机匣的切点的竖直距离
为残留面积的高度H,铣刀片刀尖圆角与被加工薄壁铝镁机匣表面最近的两个切点之间
的距离为刀尖进给f,新设计的修光刃的角度为α;
被加工薄壁铝镁机匣平面的粗糙度Ra值取决于切削残留...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓元山徐舟宁雄杨建辉万坤黄强飞郑学著程璋胡志星李德强邹诚吴乐新康春辉倪慧文
申请(专利权)人:中国南方航空工业集团有限公司
类型:发明
国别省市:湖南;43

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1