一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具及加工方法技术

本发明专利技术提供了一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其能解决现有刀具无法完成航空发动机焊接式盘体内腔的底部焊壁的加工的问题。其包括刀体和刀板，刀体的轴向与刀板的板面垂直，刀板可伸入内腔并在内腔内移动；刀板包括用于加工盘体内腔的底部焊壁的上部弧面段的上部刀板、用于加工中部直面段的上半部的上中部刀板、用于加工中部直面段的下半部的下中部刀板、以及用于加工下部弧面段的下部刀板，上部刀板、上中部刀板、下中部刀板和下部刀板的上端分别通过快换式结构与刀体连接；上部刀板、上中部刀板、下中部刀板和下部刀板的下端分别安装有刀片，刀片的刀刃向下延伸出刀板。同时，本发明专利技术还提供了航空发动机焊接式盘体内腔的加工方法。

A kind of cutting tool and machining method for machining the inner cavity of welded plate body of Aeroengine

The invention provides a cutting tool for machining the inner cavity of an aeroengine welded disc body, which can solve the problem that the existing cutting tools can not complete the processing of the bottom welding wall of the inner cavity of an aeroengine welded disc body. The cutter plate includes a cutter body and a cutter plate, the axial direction of the cutter body is perpendicular to the plate surface of the cutter plate, and the cutter plate can extend into the inner cavity and move in the inner cavity; the cutter plate includes an upper cutter plate for processing the upper arc surface section of the bottom welding wall of the inner cavity of the disc body, an upper middle cutter plate for processing the upper half of the middle straight surface section, a lower middle cutter plate for processing the lower half of the middle straight surface section, and a lower arc plate for processing the lower arc surface section The lower knife plate of the face section, the upper end of the upper knife plate, the upper middle knife plate, the lower middle knife plate and the lower knife plate are respectively connected with the knife body through the quick change structure; the lower end of the upper knife plate, the upper middle knife plate, the lower middle knife plate and the lower knife plate are respectively equipped with blades, and the blades of the blades extend out of the knife plate downward. At the same time, the invention also provides a processing method of an internal cavity of an aeroengine welded disc body.

【技术实现步骤摘要】
一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具及加工方法
本专利技术涉及航空发动机焊接式盘体的加工领域，尤其涉及航空发动机惯性摩擦焊接盘的加工领域，具体为一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具及加工方法。
技术介绍
多年来，在航天、航空及军工制造业中，航空发动机的性能及设计结构不断改进、不断提高，随之而来，发动机上盘类材料也发生了很大变化，越来越多的难加工材料和复合材料被采用，其设计结构也越来越轻量化。发动机构件表面质量、表面完整性作为新型发动机的设计指标正逐渐地被提出，特别是对于盘、鼓筒等关键转动部件，由于其工作环境恶劣，受力情况复杂，因此对盘零件的表面质量、表面完整性及表面精细加工提出了更高的要求。目前，大多数的盘零件均为焊接式盘体，普遍采用惯性摩擦焊接盘，结构如图1所示，焊接式盘体的优点是能够解决盘体内腔多余量车削的问题，且盘体刚性强。但焊接完成后，各级盘辐板1间内腔2的底部焊壁3（底部焊壁3包括上部弧面段6、中部直面段7、下部弧面段8）的加工一直是加工中的难点和瓶颈，主要表现为盘心孔4部位轴向开口宽度窄，各级盘轮毂5之间轴向间距小，内腔空间狭小，且零件内腔深，内侧加工面（即底部焊壁）长，刀具切削时是在盲视状态下加工，无法观察监控切削情况，加工风险大。使用常规的刀具无法完成此类内腔底部焊壁的加工。
技术实现思路
针对现有常规的刀具无法完成航空发动机焊接式盘体内腔的底部焊壁的加工的技术问题，本专利技术提供了一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其能完成航空发动机焊接式盘体内腔的底部焊壁的加工，并确保底部焊壁加工的表面质量和表面完整性，同时，本专利技术还提供了航空发动机焊接式盘体内腔的加工方法。其技术方案是这样的：一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其特征在于：其包括刀体和刀板，所述刀体的轴向与所述刀板的板面垂直，所述刀板可伸入所述内腔并在所述内腔内移动；所述刀板包括用于加工所述盘体内腔的底部焊壁的上部弧面段的上部刀板、用于加工所述底部焊壁的中部直面段的上半部的上中部刀板、用于加工所述中部直面段的下半部的下中部刀板、以及用于加工所述底部焊壁的下部弧面段的下部刀板，所述上部刀板、所述上中部刀板、所述下中部刀板和所述下部刀板的上端可分别通过快换式结构与刀体的轴向前端可拆卸连接；所述上部刀板、所述上中部刀板、所述下中部刀板和所述下部刀板的下端分别安装有刀片，所述刀片的刀刃向下延伸出所述刀板。其进一步特征在于：所述快换式结构包括键齿、键槽和定位销，所述刀体的轴向前端面上加工有所述键槽、销孔和若干个螺纹孔，所述刀板的上部板面上加工有所述键齿和与所述螺纹孔对应的沉头孔，所述定位销固装在所述刀板的上部板面上，所述键齿与所述键槽相配合且所述定位销可插入所述销孔，所述刀板与所述刀体通过安装在所述沉头孔和所述螺纹孔内的螺栓固定连接。所述键齿的长度方向沿所述刀板的宽度方向设置。所述上中部刀板与所述下中部刀板的结构相同且均为直刀板，所述上中部刀板与所述下中部刀板上的所述刀片的刀刃方向以所述刀板的厚度方向相反设置；所述上部刀板和所述下部刀板均为沿厚度方向折弯的折弯刀板，所述折弯刀板包括上部直板和下部倾斜板，所述上部刀板和所述下部刀板上的所述下部倾斜板的倾斜方向相反，所述上部刀板和所述下部刀板上的所述刀片的刀刃方向与相应的所述下部倾斜板的倾斜方向相同。所述刀片为菱形刀片，所述菱形刀片的尖端为所述刀刃，所述刀片通过紧固螺栓固定安装在所述刀板上。所述刀体内沿轴向开有高压内冷通道一，所述刀板内沿长度方向开有高压内冷通道二，所述高压内冷通道一的入口与外部水箱连通，所述刀板与所述刀体连接后所述高压内冷通道一的出口与所述高压内冷通道二的入口连通，所述高压内冷通道二的出口位于所述刀片上方，用于对所述刀片喷冷却液。一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的加工方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤1、对刀：将待加工的所述焊接式盘体安装在带有机内对刀系统的数控立车的回转工作台上，将上述刀具的任意一个所述刀板与所述刀体的轴向前端连接，将所述刀体的轴向后端安装在所述数控立车的主轴上，所述主轴可控制所述刀体沿所述焊接式盘体的轴向和径向移动，利用所述机内对刀系统在所述焊接式盘体外部进行对刀；步骤2、车中部直面段的上半部：拆卸所述刀板，所述数控立车驱动所述刀体沿所述焊接式盘体的轴向移动到装刀板位，所述装刀板位在所述焊接式盘体的盘心孔处且此时所述刀体的轴向前端对准所述焊接式盘体的内腔，将所述上中部刀板伸入所述内腔并与所述刀体连接，所述数控立车按数控加工程序轨迹驱动所述上中部刀板对所述内腔的底部焊壁的中部直面段的上半部进行加工，加工后所述刀体回归所述装刀板位；步骤3、车中部直面段的下半部：拆卸所述上中部刀板，将所述下中部刀板伸入所述内腔并与所述刀体连接，所述数控立车按数控加工程序轨迹驱动所述下中部刀板对所述底部焊壁的中部直面段的下半部进行加工，加工后所述刀体回归所述装刀板位；步骤4、车上部弧面段：拆卸所述下中部刀板，将所述上部刀板伸入所述内腔并与所述刀体连接，所述数控立车按数控加工程序轨迹驱动所述上部刀板对所述底部焊壁的上部弧面段进行加工，加工后所述刀体回归所述装刀板位；步骤5、车下部弧面段：拆卸所述上部刀板，将所述下部刀板伸入所述内腔并与所述刀体连接，所述数控立车按数控加工程序轨迹驱动所述下部刀板对所述底部焊壁的下部弧面段进行加工，加工后所述刀体回归所述装刀板位，至此完成整个所述底部焊壁的加工。其进一步特征在于：所述步骤4和步骤5中还分别包括接刀修补工序，当所述上部弧面段或所述下部弧面段加工完成后，利用高清摄像机伸入所述内腔，观察所述上部弧面段或所述下部弧面段与相应辐板转接处的接刀情况，如果接刀处完好，则不需再加工，如果接刀处有接刀痕，则修正轴向刀补，对接刀痕进行加工。所述步骤2至步骤5中，所述刀具的进给速度为0.12mm/r~0.15mm/r，切深为0.2mm~0.3mm，所述刀具的线速度为25m/min~30m/min。所述步骤2至步骤5中，加工过程中，所述刀体与所述焊接式盘体的盘心孔内壁之间的最小距离为1.0mm~1.5mm。本专利技术的有益效果是：本专利技术的刀具，由通过快换式结构可拆卸连接的刀体和刀板组成，刀板又根据内腔底部焊壁的形状特点设计了上部刀板、上中部刀板、下中部刀板和下部刀板，刀板可伸入内腔并在内腔内移动，利用刀板上的刀片对底部焊壁的相应部位进行加工，从而将较长的底部焊壁分四次进行加工，从而每次加工时刀板行走距离大大缩短，有效适应了内腔空间狭小、轮毂间轴向间距小的特殊情况，同时，利用快换式结构，使得更换不同的刀板后无需再重新对刀，有效确保了底部焊壁加工的表面质量和表面完整性，极大的优化了操作员作业流程；本专利技术的加工方法，利用数控车床驱动焊接式盘体转动，同时驱动刀具沿盘体的轴向和径向移动，从而完成整个底部焊壁的车削加工，并且通过在盘体外部对刀，对刀后拆卸刀板移动刀体到装刀板位，再安装刀板进行加工的形式，解决了内腔狭小不易对刀的难题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其特征在于：其包括刀体和刀板，所述刀体的轴向与所述刀板的板面垂直，所述刀板可伸入所述内腔并在所述内腔内移动；所述刀板包括用于加工所述盘体内腔的底部焊壁的上部弧面段的上部刀板、用于加工所述底部焊壁的中部直面段的上半部的上中部刀板、用于加工所述中部直面段的下半部的下中部刀板、以及用于加工所述底部焊壁的下部弧面段的下部刀板，所述上部刀板、所述上中部刀板、所述下中部刀板和所述下部刀板的上端可分别通过快换式结构与刀体的轴向前端可拆卸连接；所述上部刀板、所述上中部刀板、所述下中部刀板和所述下部刀板的下端分别安装有刀片，所述刀片的刀刃向下延伸出所述刀板。/n

【技术特征摘要】
1.一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其特征在于：其包括刀体和刀板，所述刀体的轴向与所述刀板的板面垂直，所述刀板可伸入所述内腔并在所述内腔内移动；所述刀板包括用于加工所述盘体内腔的底部焊壁的上部弧面段的上部刀板、用于加工所述底部焊壁的中部直面段的上半部的上中部刀板、用于加工所述中部直面段的下半部的下中部刀板、以及用于加工所述底部焊壁的下部弧面段的下部刀板，所述上部刀板、所述上中部刀板、所述下中部刀板和所述下部刀板的上端可分别通过快换式结构与刀体的轴向前端可拆卸连接；所述上部刀板、所述上中部刀板、所述下中部刀板和所述下部刀板的下端分别安装有刀片，所述刀片的刀刃向下延伸出所述刀板。


2.根据权利要求1所述的一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其特征在于：所述快换式结构包括键齿、键槽和定位销，所述刀体的轴向前端面上加工有所述键槽、销孔和若干个螺纹孔，所述刀板的上部板面上加工有所述键齿和与所述螺纹孔对应的沉头孔，所述定位销固装在所述刀板的上部板面上，所述键齿与所述键槽相配合且所述定位销可插入所述销孔，所述刀板与所述刀体通过安装在所述沉头孔和所述螺纹孔内的螺栓固定连接。


3.根据权利要求2所述的一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其特征在于：所述键齿的长度方向沿所述刀板的宽度方向设置。


4.根据权利要求1所述的一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其特征在于：所述上中部刀板与所述下中部刀板的结构相同且均为直刀板，所述上中部刀板与所述下中部刀板上的所述刀片的刀刃方向以所述刀板的厚度方向相反设置；所述上部刀板和所述下部刀板均为沿厚度方向折弯的折弯刀板，所述折弯刀板包括上部直板和下部倾斜板，所述上部刀板和所述下部刀板上的所述下部倾斜板的倾斜方向相反，所述上部刀板和所述下部刀板上的所述刀片的刀刃方向与相应的所述下部倾斜板的倾斜方向相同。


5.根据权利要求1所述的一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其特征在于：所述刀片为菱形刀片，所述菱形刀片的尖端为所述刀刃，所述刀片通过紧固螺栓固定安装在所述刀板上。


6.根据权利要求1所述的一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的刀具，其特征在于：所述刀体内沿轴向开有高压内冷通道一，所述刀板内沿长度方向开有高压内冷通道二，所述高压内冷通道一的入口与外部水箱连通，所述刀板与所述刀体连接后所述高压内冷通道一的出口与所述高压内冷通道二的入口连通，所述高压内冷通道二的出口位于所述刀片上方，用于对所述刀片喷冷却液。


7.一种加工航空发动机焊接式盘体内腔的加工方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆德峰，姚煜，张颖玉，潘孝散，
申请(专利权)人：无锡航亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32