减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法和机匣技术

本发明专利技术公开了一种减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法和机匣，精密深孔处加工预留的加工余量为3a，分三次进刀加工至最终尺寸，三次进刀加工包括第一次进刀、第二次进刀和第三次进刀；三次进刀加工包括以下步骤：S1：进行第一次进刀加工，第一次进刀的进刀量a1为

Machining method and casing of vibration reducing tool for precision deep hole cutting

【技术实现步骤摘要】
减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法和机匣
本专利技术涉及航空发动机机匣精密深孔加工领域，特别地，涉及一种减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法。此外，本专利技术还涉及一种包括上述减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法的制备获得的机匣。
技术介绍
航空发动机复杂钛合金、高温合金机匣上经常有一些精密深孔，主要用于安装配合轴承或精密构件等，其尺寸精度、形位要求及表面质量要求极高，直径公差0.01～0.015，圆柱度小于0.005，同轴度小于0.01，表面粗糙度小于Ra0.4μm，采用数控机床加工，刀具需要避开零件结构干涉悬伸长，刀杆长径比较大，加工振动大，一般采用减振刀具加工。减振刀具通过阻尼减振的方式，提高刀杆的动刚度，减小刀具切削振动，提升精密孔加工精度。减振刀具是弹性结构，刀杆静态刚性不强，切削时存在较大的让刀现象，特别是针对钛合金、高温合金零件，切削性能差，切削抗力大，让刀现象更明显。切深越大，切削力越大，让刀量也相应增大。如图1所示，进刀量为a0，切削时刀杆变形产生让刀，让刀量为w0，实际去除余量为a01，即w0＝a0－a01，切削后刀具回弹至进刀点，因此，加工时需要摸索不同切深时的让刀量，效率低，极易导致尺寸超差。通常为了更好的保证尺寸精度，一般需要不断进刀3次～5次，加工至最终尺寸，且最后两三次进刀量可能只有0.005mm～0.01mm，切深远小于刀尖圆角，切削包容角太小从而产生径向切削力，同时易造成切削刃快速磨损，切削不平稳，影响精密孔的加工精度和表面质量。
技术实现思路
<br>本专利技术提供了一种减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法和机匣，以解决减振镗刀加工时让刀量不稳定，反复补偿加工效率低、切削刃快速磨损、尺寸稳定性差的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法，用于钛合金或高温合金机匣精密深孔的加工，精密深孔处加工预留的加工余量为3a，利用减振镗刀采用相同的线速度和进给参数分三次进刀加工至最终尺寸，三次进刀加工包括第一次进刀、第二次进刀和第三次进刀；三次进刀加工包括以下步骤：S1：进行第一次进刀加工，第一次进刀的进刀量a1为S2：测量精密深孔的孔径尺寸，计算剩余加工余量A，进行第二次进刀加工，第二次进刀的进刀量a2为a2＝A－a1；S3：再测量精密深孔的孔径尺寸，计算最终加工余量B，进行第三次进刀加工，第三次进刀的进刀量a3为B。进一步地，减振镗刀的刀杆长径比大于7。进一步地，第一次进刀的进刀量a1为减振镗刀的刀尖圆角半径R的1/2～3/4；和/或，第二次进刀的进刀量a2为减振镗刀的刀尖圆角半径R的1/2～3/4；和/或，第三次进刀的进刀量a3为减振镗刀的刀尖圆角半径R的1/2～3/4。进一步地，步骤S1中第一次进刀加工的让刀量w1为w1＝kx×a1，其中：kx为修正系数，a1为第一次进刀的进刀量；第一次进刀加工的实际去除量Y1为Y1＝a1－w1。进一步地，步骤S2中，剩余加工余量A为A＝3a－Y1；第二次进刀加工的实际切削量为a2+w1；第二次进刀加工的让刀量w2为w2＝kx×(a2+w1)；第二次进刀加工的实际去除量Y2为Y2＝a2+w1－w2。进一步地，步骤S3中，最终加工余量B为B＝3a－Y1－Y2；第三次进刀加工的实际切削量为a3+w2；第三次进刀加工的让刀量w3为w3＝kx×(a3+w2)；第三次进刀加工的实际去除量Y3为Y3＝a3+w2－w3。进一步地，第三次进刀加工的实际去除量Y3与加工余量B之间存在加工误差Δa，加工误差Δa小于等于0.0009。进一步地，三次进刀加工所采用的减振镗刀的刀尖圆角半径R为0.15mm～0.25mm。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种采用上述减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法制备获得的机匣。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法，用于加工钛合金或高温合金机匣精密深孔，选用精加工的加工余量3a分三次进刀，并采用相同的线速度、进给参数，即每次进刀的进刀量接近a，从而保证每次切削让刀量基本一致。由于减振刀具为弹性结构，精加工时每次进刀产生的让刀量与回弹量基本一致，由此第二进刀、第三进刀的实际切削量为此次进刀量与上一次进刀回弹量之和。第二次进刀量a2选择为A－a1，是为了在一定程度上消除第一次进刀产生的让刀量w1，并利用每次进刀产生的让刀量互相抵消补偿，使第二次进刀实际切削量与第三次进刀实际切削量基本一致，从而达到两次切削让刀量差值无限小的目的，在最终第三次切削时，第二次切削的让刀回弹量与第三次切削让刀量基本可以相互抵消，确保第三次加工的实际去除量与测得的最终的加工余量B基本一致，最大程度上消除让刀误差，以获得更高地尺寸精度。因此，减振刀具采用上述切削进刀策略加工，利用每次进刀的让刀规律自动补偿消除让刀误差，避免了摸索不同进刀时的让刀量，操作者无需反复谨慎进刀，操作方法更简易便捷，从而提高加工效率。同时，避免了因反复进刀未控制好让刀量造成尺寸超差，避免进刀量远小于减振镗刀的刀尖圆角时切削刃快速磨损，切削稳定性更好，提高了精密孔的加工精度和表面质量。上述减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法应用范围广，还可应用于其它刚性较差的刀具加工精密孔的情况，并提高了精密深孔的加工精度、表面质量，延长了刀具的寿命。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是本专利技术的现有减振刀具切削让刀示意图；图2是本专利技术优选实施例的减振刀具三次进刀过程示意图，以及；图3是本专利技术优选实施例的加工误差Δa与kX关系曲线图。附图标号说明：1、粗加工表面；2、精加工表面。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1是本专利技术的现有减振刀具切削让刀示意图；图2是本专利技术优选实施例的减振刀具三次进刀过程示意图；图3是本专利技术优选实施例的加工误差Δa与kX关系曲线图。如图2所示，本实施例的减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法，用于钛合金或高温合金机匣的精密深孔的加工，精密深孔处加工预留的加工余量为3a，利用减振镗刀采用相同的线速度和进给参数分三次进刀加工至最终尺寸，三次进刀加工包括第一次进刀、第二次进刀和第三次进刀；三次进刀加工包括以下步骤：S1：进行第一次进刀加工，第一次进刀的进刀量a1为S2：测量精密深孔的孔径尺寸，计算剩余加工余量A，进行第二次进刀加工，第二次进刀的进刀量a2为a2＝A－a1；S3：再测量精密深孔的孔径尺寸，计算剩余加工余量B，进行第三次进刀加工，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法，用于钛合金或高温合金机匣精密深孔的加工，其特征在于，精密深孔处加工预留的加工余量为3a，利用减振镗刀采用相同的线速度和进给参数分三次进刀加工至最终尺寸，三次进刀加工包括第一次进刀、第二次进刀和第三次进刀；/n三次进刀加工包括以下步骤：/nS1：进行第一次进刀加工，所述第一次进刀的进刀量a1为

【技术特征摘要】
1.一种减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法，用于钛合金或高温合金机匣精密深孔的加工，其特征在于，精密深孔处加工预留的加工余量为3a，利用减振镗刀采用相同的线速度和进给参数分三次进刀加工至最终尺寸，三次进刀加工包括第一次进刀、第二次进刀和第三次进刀；
三次进刀加工包括以下步骤：
S1：进行第一次进刀加工，所述第一次进刀的进刀量a1为
S2：测量精密深孔的孔径尺寸，计算剩余加工余量A，进行第二次进刀加工，所述第二次进刀的进刀量a2为a2＝A－a1；
S3：再测量精密深孔的孔径尺寸，计算最终加工余量B，进行第三次进刀加工，所述第三次进刀的进刀量a3为B。


2.根据权利要求1所述的减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法，其特征在于，
所述减振镗刀的刀杆长径比大于7。


3.根据权利要求1所述的减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法，其特征在于，
所述第一次进刀的进刀量a1为所述减振镗刀的刀尖圆角半径R的1/2～3/4；和/或
所述第二次进刀的进刀量a2为所述减振镗刀的刀尖圆角半径R的1/2～3/4；和/或
所述第三次进刀的进刀量a3为所述减振镗刀的刀尖圆角半径R的1/2～3/4。


4.根据权利要求1所述的减振刀具自动补偿切削精密深孔的加工方法，其特征在于，
步骤S1中第一次进刀加工的让刀量w1为w1＝kx×a1，其中：kx为修正系数，a...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晋，宁雄，李钰，胡志星，肖贺华，杨建辉，李文，曾庆双，徐舟，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43