钛合金零件的异形深槽加工方法技术

本发明专利技术公开了一种钛合金零件的异形深槽加工方法，包括以下步骤：a、针对待加工的钛合金零件特性，对数控刀具的基体、涂层以及外形结构进行改进，以提高加工效率和加工精度；b、依据数控刀具切削状态下轴向所承受的切削力远超径向所承受的切削力的受力分析结构和切削试验结构，对异形深槽加工方法以及加工路线进行改进；c、准备数控刀具，钛合金零件安装于数控机床，找正零点，进行数控加工，得到带异形深槽的钛合金零件。解决了钛合金零件内腔精密深槽加工尺寸控制及频繁断刀的问题，保证了新机研制的顺利进行，缩短了研制周期。避免了因槽型尺寸超差造成的零件报废的现象，降低了大量的刀具消耗，节约了成本。开拓了钛合金零件加工的新思路。

Method for processing special-shaped deep groove of titanium alloy parts

The invention discloses a method for processing deep groove shaped titanium alloy parts, which comprises the following steps: titanium alloy parts, according to characteristics of a machining, NC tool for substrate, coating and shape structure was improved, in order to improve the machining efficiency and precision; force analysis of structure and structure of cutting force, cutting test B on the basis of the numerical control cutting force axial cutting tool state under super radial bearing, deep groove on the special processing methods and processing route for improvement; C, CNC tools, titanium alloy parts installed in the CNC machine tools, CNC machining is zero, get titanium alloy parts with deep groove shaped. It solves the problem of dimension control and frequent cutter breakage in the precise deep groove machining of titanium alloy parts, and ensures the smooth development of the new machine and shortens the development cycle. The utility model avoids the scrapping of parts caused by the poor size of the groove type, reduces the consumption of a large number of cutters and saves the cost. New ideas for processing titanium alloy parts have been developed.

【技术实现步骤摘要】
钛合金零件的异形深槽加工方法
本专利技术涉及航空发动机结构加工
，特别地，涉及一种钛合金零件的异形深槽加工方法。
技术介绍
新一代航空发动机性能要求越来越高，零件结构和型面越来越复杂，钛合金机匣型腔加工一直是科研生产的一大难点，TC4钛合金材质轻，密度仅为普通钢的60％，强度却超出许多合金钢，可制出单位强度高、刚性好的零部件，所以大量的飞机发动机构件采用了钛合金，但是其熔点较高，为1720摄氏度；具有塑性高、易于加工变形，且导热系数小、弹性模量低，化学活性高以及机械加工困难等特点。在对钛合金零件进行深槽加工时，数控刀具往往会出现较大的让刀现象，无法保证零件尺寸公差要求，且刀具磨损快，打刀现象严重，以至严重影响到科研生产的进度。某型航空发动机的钛合金零件，零件的深槽与零件轴线成5.5度夹角，在德国哈默公司五轴立式数控铣床C40U上加工，该设备为3加2结构，X轴、Y轴、Z轴三个移动，A转台和C转台两个转动，可对除支靠面以外的五个面进行加工。零件进气机匣内环周边有18处支板，包括15处小支板，3处大支板，每个小支板中间有两处窄槽，一处梯形槽长15.2mm+0.04mm，宽为3.5mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金零件的异形深槽加工方法，其特征在于，包括以下步骤：a、针对待加工的钛合金零件特性，对数控刀具的基体、涂层以及外形结构进行改进，以提高加工效率和加工精度；b、依据数控刀具切削状态下轴向所承受的切削力远超径向所承受的切削力的受力分析结构和切削试验结构，对异形深槽加工方法以及加工路线进行改进；c、准备数控刀具，钛合金零件安装于数控机床，找正零点，进行数控加工，得到带异形深槽的钛合金零件。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金零件的异形深槽加工方法，其特征在于，包括以下步骤：a、针对待加工的钛合金零件特性，对数控刀具的基体、涂层以及外形结构进行改进，以提高加工效率和加工精度；b、依据数控刀具切削状态下轴向所承受的切削力远超径向所承受的切削力的受力分析结构和切削试验结构，对异形深槽加工方法以及加工路线进行改进；c、准备数控刀具，钛合金零件安装于数控机床，找正零点，进行数控加工，得到带异形深槽的钛合金零件。2.根据权利要求1所述的钛合金零件的异形深槽加工方法，其特征在于，步骤a中数控刀具的基体改进，具体为：采用主要针对难加工材料的优质钨钴类硬质合金作为数控刀具的基体，硬度选用大于或等于P15值，耐磨性选用大于或等于M20值，以使得基体不但具有高硬度，而且具有韧性和抗冲击性，加工钛合金零件时不易产生崩刃和折断现象。3.根据权利要求2所述的钛合金零件的异形深槽加工方法，其特征在于，步骤a中数控刀具的涂层改进，具体为：在数控刀具表面设置耐磨的TiC化学涂层，使得数控刀具表面具有高耐磨性和红硬性，在1000℃以上的高温环境下依然保持高硬度，从而提高数控刀具的切削速度，切削速度提高至20m/min～40m/min。4.根据权利要求1所述的钛合金零件的异形深槽加工方法，其特征在于，步骤a中数控刀具的外形结构改进为改进铣刀结构，具体为：采用刀柄径向尺寸大于刀刃径向尺寸的粗柄结构，由30度锥度从刀刃到刀柄进行直径过渡；粗加工铣刀的长径比为7:1，使得粗加工铣刀刚度提高一倍，加工颤动减小，钛合金零件的待加工异形深槽内壁无振纹，保证钛合金零件表面的粗糙度。5.根据权利要求4所述的钛合金零件的异形深槽加工方法，其特征在于，粗加工铣刀螺旋角由标准的30度改为20度，粗加工铣刀的前角变大，刃口变厚，增加了粗加工铣刀的刃部刚性，提高了粗加工铣刀的刚性和容屑空间，减少了异形深槽的槽底因切屑挤压而造成的打刀现象。6.根据权利要求5所述的钛合金零件的异形深槽加工方法，其特征在于，精加工铣刀螺旋角由标准的30度改为40度，改进后的大螺旋角使精加工铣刀的刀刃始终保持在切削状态，刃尾还未外伸时刃头已经再次切入，精加工铣刀始终没有断开而脱离钛合金零件，以使得加工过程平稳，提高零件表面粗糙度；螺旋角加大也使精加工铣刀前角变小而变得更加锋利，有利于保证槽型尺寸。7.根据权利要求1至6中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟淋，郭坤，程璋，李军，肖宗元，王勇，
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