一种叶片圆弧形榫头压力面及其相关面与棱面的加工方法及成型铣刀技术

一种加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的成型铣刀，由刀杆和刀齿组成，所述刀齿为四个，各刀齿的结构相同，均由刀片支承和焊接在刀片支承上的硬质合金刀片构成，所述硬质合金刀片的刃口型线与被加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的形状相匹配。采用上述成型铣刀在数控铣床上加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面，被加工叶片的安装位置应使其榫头中心线与成型铣刀中心线形成夹角，通过程序控制成型铣刀沿榫头压力面和榫头安装板的回转方向圆弧走刀；采用半径为1.2mm～1.6mm的球面铣刀在数控铣床上加工榫头棱面，通过程序控制球面铣刀沿榫头棱面轮廓的横向双向走刀，并从榫头基准面向榫头安装板方向运动。

A circular arc tenon blade pressure surface and related surface and processing method of edge surface and forming milling cutter

A circular arc tenon machining of blade pressure surface and the forming cutter, comprising a cutter rod and cutter, the cutter tooth is four, the same structure of the cutter blade, which is composed of supporting and welding the blade support on the carbide shape of the carbide blade cutting edge profile and machining of blade arc tenon and related surface pressure surface matching. The molding cutter in CNC milling machine blade pressure surface and circular arc tenon surface was machined blade installation location should make it the center line and center tenon forming milling cutter line form an angle, the direction of rotation arc process control along the pressure surface and forming milling cutter tenon tenon mounting plate cutter; with radius 1.2mm spherical cutter 1.6mm machining on CNC milling machine tenon edge surface, through program control of spherical cutter along the tenon edge surface profile of the lateral bidirectional cutting, and installation plate from the direction of movement for tenon tenon base.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于叶片榫头加工领域，特别涉及一种叶片圆弧形榫头压力面及其相关面与棱面的加工方法及加工榫头压力面及其相关面的成型铣刀
技术介绍
叶片是发动机、燃气轮机、风机等设备上必不可少的零件，叶片榫头的形状和结构因发动机、燃气轮机、风机的类型不同而不同。图5、图6所示的叶片榫头是一种圆弧形榫头，此种圆弧形榫头的压力面轮廓度为重要特性，公差为±0.007mm，且榫头整体带安装板，压力面的加工涉及安装板的加工和压力面与安装板之间的弧形转接面的加工，因而加工困难，尺寸精度难以保证，其最大加工难度是在铣削压力面及压力面与安装板之间的弧形转接面时会出现接刀痕，稍有偏斜，就会将零件尺寸超差报废；再者是四个榫头棱面的加工，由于榫头棱面的倒圆半径小且倒圆半径不断变化，因而加工时难于实现转接处的圆滑过渡，很难保证加工质量。上述圆弧形榫头压力面的加工，现有技术普遍使用单一的压力面成型铣刀和球头铣刀相结合加工，成型铣刀仅用于加工压力面，而压力面与安装板之间的弧形转接面则用球头铣刀加工，叶片在铣床上装夹时，成型铣刀的中心线与榫头中心线平行，因而容易出现接刀痕，甚至出现严重过切，难以保证加工精度，零件报废率较高。上述榫头棱面的加工，现有技术一般采用钳工修磨，这种加工方法不仅对钳修技能要求高，而且耗时耗力，难以提高功效并保证尺寸。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种叶片圆弧形榫头压力面及其相关面与棱面的加工方法及加工榫头压力面及其相关面的成型铣刀，以避免出现接刀痕，提高所加工榫头的合格率和加工功效。本专利技术中，榫头压力面的相关面是指榫头安装板及压力面与安装板之间的弧形转接面。为了解决榫头压力面及其相关面的同时加工并避免出现接刀痕，本专利技术的技术方案是：设计、制造了一种新的成型铣刀；对成型铣刀与被加工叶片榫头之间的相对安装位置进行了改进；建立被加工叶片榫头的模型(见图6)，使用专业编程软件hyperMILL(通过市场购买)编制程序，加工时控制成型铣刀沿榫头压力面和榫头安装板的回转方向圆弧走刀。为了实现榫头棱面的铣削加工，本专利技术的技术方案是：选用半径为1.2mm～1.6mm的球面铣刀作为加工刀具；建立榫头棱面的模型(见图7)，使用专业编程软件hyperMILL(通过市场购买)编制程序，加工时控制球面铣刀沿榫头棱面轮廓的横向双向走刀，并从榫头基准面向榫头安装板方向运动。本专利技术所述加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的成型铣刀，由刀杆和刀齿组成，所述刀齿为四个，各刀齿的结构相同，均由刀片支承和焊接在刀片支承上的硬质合金刀片构成，所述硬质合金刀片的刃口型线与被加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的形状相匹配，所述刀杆为圆柱形，四个刀齿环绕刀杆的一端端部相距等角度设置，它们的刀片支承分别与刀杆固连或为一体化结构。上述成型铣刀，其硬质合金刀片的刃口型线从刀齿上端至下端依次为叶片圆弧形榫头安装板加工段、弧形转接面加工段和叶片圆弧形榫头压力面加工段。上述成型铣刀，其直径D为20mm～25mm。上述成型铣刀，其刀杆和刀片支承选用42CrMo制作，硬质合金刀片选用硬质合金K40UF制作。上述成型铣刀，采用数控工具磨来磨削硬质合金刀片刃口，可达到整体型线轮廓0.03mm、受力面型线轮廓0.015mm的加工精度，以保证被加工叶片榫头的质量和减少铣刀的修磨次数。本专利技术所述叶片圆弧形榫头压力面及其相关面与棱面的加工方法，是在榫头压力面及其相关面的加工完成后，再进行榫头棱面的加工：①榫头压力面及其相关面的加工使用数控铣床及上述加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的成型铣刀进行加工，操作如下：ⅰ.将被加工叶片安装在数控铣床的工作台上，将所述成型铣刀安装在数控铣床的主轴上，被加工叶片的安装位置应使其榫头中心线与成型铣刀中心线形成夹角，夹角大小的确定标准是满足加工过程中成型铣刀刃口型线中的安装板加工段与榫头安装板保持相切状态；ⅱ.将所述成型铣刀运行至榫头压力面一侧的加工位置，然后通过程序控制成型铣刀沿榫头压力面和榫头安装板的回转方向圆弧走刀，即可同时完成榫头压力面、榫头安装板及压力面与安装板之间的弧形转接面的加工；②榫头棱面的加工使用数控铣床及半径为1.2mm～1.6mm的球面铣刀进行加工，操作如下：ⅰ.取下所述成型铣刀，将所述球面铣刀安装在数控铣床的主轴上；ⅱ.将所述球面铣刀运行至榫头棱面的加工位置，然后通过程序控制球面铣刀沿榫头棱面轮廓的横向双向走刀，并从榫头基准面向榫头安装板方向运动，当球面铣刀从榫头基准面运动至榫头安装板，即可完成榫头棱面的加工。上述加工方法，当榫头的材料为钛合金时，加工榫头压力面及其相关面时的主轴转速为180rpm～800rpm、进给速度为20mm/min～50mm/min，加工榫头棱面时的主轴转速为2000rpm～3500rpm、进给速度为100mm/min～200mm/min。上述加工方法，当榫头的材料为高温合金时，加工榫头压力面及其相关面时的主轴转速为100rpm～600rpm、进给速度为15mm/min～100mm/min，加工榫头棱面时的主轴转速为2500rpm～3000rpm、进给速度为80mm/min～150mm/min。本专利技术具有以下有益效果：1、由于本专利技术所述成型铣刀的刃口型线与被加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的形状相匹配，且成型铣刀与被加工叶片榫头之间的相对安装位置保证了加工过程中成型铣刀刃口型线中的安装板加工段与榫头安装板保持相切状态，成型铣刀在程序控制下沿榫头压力面和榫头安装板的回转方向按一定的切削速度圆弧走刀，因而不仅对榫头压力面、安装板及压力面与安装板之间的弧形转接面实现了同时完成加工，而且弧形转接面与榫头压力面之间、弧形转接面与榫头安装板之间无接刀痕，实现了光滑过渡，保证了加工精度。2、由于使用数控铣床及半径为1.2mm～1.6mm的球面铣刀对榫头棱面进行加工，在程序控制下球面铣刀沿榫头棱面轮廓的横向双向走刀，并从榫头基准面向榫头安装板方向运动，与钳工修磨加工相比，不仅提高了榫头棱面加工的合格率(由钳工修磨的50％合格率提高到90％合格率)，而且提高了加工功效。附图说明图1是本专利技术所述加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的成型铣刀的立体图；图2是图1的主视图；图3是图1的左视图；图4是本专利技术所述加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的成型铣刀中硬质合金刀片的刃口型线示意图；图5是一种被加工叶片的示意图；图6是图5中叶片圆弧形榫头的模型图；图7是图6的投影图；图8是叶片圆弧形榫头在数控铣床上的装夹示意图；图9是图8的左视图；图10是图8的俯视图；图11是图10中A处的放大图；图12是用成型铣刀加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的示意图；图13是球面铣刀的示意图；图14是用球面铣刀加工叶片圆弧形榫头棱面时第一次进刀的示意图；图15是加工完叶片圆弧形榫头棱面后球面铣刀的退刀示意图；图16是加工叶片圆弧形榫头棱面时球头铣刀的走刀轨迹示意图。图中，1—成型铣刀刀杆、2—成型铣刀刀齿、2-1—硬质合金刀片、2-1-1—叶片圆弧形榫头安装板加工段、2-1-2—转接弧面加工段、2-1-3—叶片圆弧形榫头压力面加工段、2-2—刀片支承、3—成型铣刀中心线、4—被加工叶片、4-1—榫头压力面、4-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的成型铣刀，其特征在于由刀杆(1)和刀齿(2)组成，所述刀齿为四个，各刀齿的结构相同，均由刀片支承(2‑2)和焊接在刀片支承上的硬质合金刀片(2‑1)构成，所述硬质合金刀片的刃口型线与被加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的形状相匹配，所述刀杆(1)为圆柱形，四个刀齿环绕刀杆的一端端部相距等角度设置，它们的刀片支承(2‑2)分别与刀杆(1)固连或为一体化结构。

【技术特征摘要】
1.一种加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的成型铣刀，其特征在于由刀杆(1)和刀齿(2)组成，所述刀齿为四个，各刀齿的结构相同，均由刀片支承(2-2)和焊接在刀片支承上的硬质合金刀片(2-1)构成，所述硬质合金刀片的刃口型线与被加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的形状相匹配，所述刀杆(1)为圆柱形，四个刀齿环绕刀杆的一端端部相距等角度设置，它们的刀片支承(2-2)分别与刀杆(1)固连或为一体化结构。2.根据权利要求1所述加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的成型铣刀，其特征在于所述硬质合金刀片的刃口型线从刀齿上端至下端依次为叶片圆弧形榫头安装板加工段(2-1-1)、弧形转接面加工段(2-1-2)和叶片圆弧形榫头压力面加工段(2-1-3)。3.根据权利要求1或2所述加工叶片圆弧形榫头压力面及其相关面的成型铣刀，其特征在于该铣刀的直径D为20mm～25mm。4.一种叶片圆弧形榫头压力面及其相关面与棱面的加工方法，所述榫头压力面(4-1)的相关面为榫头安装板(4-2)及压力面与安装板之间的弧形转接面(4-3)，其特征在于榫头压力面及其相关面的加工完成后，再进行榫头棱面的加工：①榫头压力面及其相关面的加工使用数控铣床及权利要求1至3中任一权利要求所述成型铣刀进行加工，操作如下：ⅰ.将被加工叶片(4)安装在数控铣床的工作台(5)上，将所述成型铣刀(8)安装在数控铣床的主轴上，被加工叶片的安装位置应使其榫头中心线(9)与成型铣刀中心线(3)形成夹角，夹角大小的确定标准是满足加工过程中成型铣刀刃口型线中的安装板加工段(2-1-1)与榫头安装板(4-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王照铭，李惠，李晓彦，罗培真，裴聪，易学琴，印灿，
申请(专利权)人：四川成发航空科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51