一种封严盘半封闭复杂深内腔的成型方法技术

本发明专利技术提供的一种封严盘悬臂安装边半封闭复杂深内腔成型方法，包括以下步骤：步骤1，将零件待加工部位划分为五个切削区域，并选用各切削区域对应结构的刀具；其中，所述零件待加工部位为封严盘其大圆弧悬臂安装边半封闭复杂深内腔；步骤2，制定工序及各个工序对应的切削区域；步骤3，规划低应力切削路径，并制定切屑参数；通过该成型方法加工完成后的零件其面粗糙度达到Ra1.6um～Ra2.3um，且表面形貌良好，同时，该零件的应力值为‑45Mpa～‑82Mpa，且为压应力，有利于提高零件抗疲劳使用寿命；以及该零件配合面及安装面的变形控制在‑0.03mm～+0.05mm之间，满足设计允许的‑0.05mm～+0.1mm变形范围。

【技术实现步骤摘要】
一种封严盘半封闭复杂深内腔的成型方法
本专利技术属于机械加工领域，具体是针对粉末高温合金FGH99材料制备的封严盘，涉及一种封严盘半封闭复杂深内腔的成型方法。
技术介绍
某封严盘材料首次采用国内新一代粉末高温合金FGH99，该材料可切削系数低，在同规格、同参数等切削条件下，该粉末高温合金较以往普通高温合金(如GH4169)的切削变形大。在结构方面，该封严盘较以往机种的封严盘，其前端有一处大圆弧悬臂安装边与封严盘本体形成的一个半封闭深内腔结构，由于该处内腔深、结构复杂、整体刚性薄弱，使得在加工零件大圆弧悬臂安装边半封闭深内腔时，具有低应力切削路径难规划、加工过程易产生变形和出现机加颤振等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种封严盘悬臂安装边半封闭复杂深内腔成型方法，解决了现有的粉末高温合金FGH99材料制备的封严盘其悬臂安装边半封闭复杂深内腔加工方法存在的机加应力大、加工变形大，以及出现较大机加颤振的问题；因此，本专利技术是提供一种在满足低机加应力和小加工变形的基础上，用于难加工粉末高温合金材料封严盘其大圆弧悬臂安装边半封闭复杂深内腔的成型加工方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供的一种封严盘悬臂安装边半封闭复杂深内腔成型方法，包括以下步骤：步骤1，将零件待加工部位划分为五个切削区域，并选用各切削区域对应结构的刀具；其中，所述零件待加工部位为封严盘其大圆弧悬臂安装边半封闭复杂深内腔；步骤2，制定工序及各个工序对应的切削区域；r>步骤3，规划低应力切削路径，并制定切屑参数；其中，首先，依据经验切削参数、步骤1划分的切削区域及其选用的各切削区域对应结构的刀具、步骤2制定的工序及各工序对应的切削区域，设定初始的切削路径和切削参数进行加工，加工完成后测试计算出零件加工部位的应力曲线分布及其对应的应力实际值；接着，根据得到的应力曲线分布及其对应的应力实际值，迭代更新切削路径和切削参数，直至得到最优的低应力切削路径及切屑参数；步骤4，按步骤3中得到的最优低应力切削路径及切屑参数对零件待加工部位进行最终工程化加工应用。优选地，步骤1中，将零件待加工部位划分为五个切削区域，具体方法是：根据零件待加工部位的型面结构特点，将零件待加工部分划分为五个切削区域；五个切削区域分别为：端面槽型切削区域、45°内凹型切削区域、65°内凹型切削区域、90°内凹型切削区域和120°反深凹型切削区域。优选地，端面槽型切削区域是以悬臂安装边内圆为起始位置，以封严盘盘心及其轴向延伸为终止位置的径向区域；45°内凹型切削区域是以端面槽型切削区域的终止位置为起始位置，以盘体型面靠近盘心圆弧段的相切线为终止位置，且该相切线与盘心线之间的顺时针夹角为45°；65°内凹型切削区域是以45°内凹型切削区域的终止位置为起始位置，以盘体型面靠近盘心圆弧段的相切线为终止位置，且该相切线与盘心线之间的顺时针夹角为65°；90°内凹型切削区域是以65°内凹型切削区域的终止位置为起始位置，以盘体型面靠近盘心圆弧段的相切线为终止位置，且该相切线与盘心线之间的顺时针夹角为90°；120°反深凹型切削区域为剩余区域。优选地，步骤2中，制定的工序分为：粗加工、半精加工、精加工；各个工序对应的切削区域，具体是：粗加工的切削区域为：端面槽型切削区域、45°内凹型切削区域、65°内凹型切削区域和90°内凹型切削区域；半精加工的切削区域：端面槽型切削区域、45°内凹型切削区域、65°内凹型切削区域、90°内凹型切削区域，以及120°反深凹型切削区域；精加工的切削区域：端面槽型切削区域、45°内凹型切削区域、65°内凹型切削区域、90°内凹型切削区域，以及120°反深凹型切削区域。优选地，其最优的低应力切削路径为：粗加工时规划的低应力切削路径为：端面槽型切削区域沿型面排刀、45°内凹型切削区域沿型面排刀、65°内凹型切削区域沿型面排刀、90°内凹型切削区域沿型面插车、沿型面走刀；半精加工时规划的低应力切削路径为：端面槽型切削区域沿型面走刀、45°内凹型切削区域沿型面走刀、65°内凹型切削区域沿型面走刀、90°内凹型切削区域沿型面排刀、120°反深凹型切削区域排刀；精加工时规划的低应力切削路径为：端面槽型切削区域沿型面走刀、45°内凹型切削区域沿型面走刀、65°内凹型切削区域沿型面走刀、90°内凹型切削区域沿型面走刀、120°反深凹型切削区域走刀。优选地，其最优的切削参数为：粗加工时制定的切削参数为：端面槽型切削区域沿型面排刀的切削参数：线速度23-28m/min、进给量0.15～0.25mm/r、切削深度1.5～2mm；45°内凹型切削区域沿型面排刀的切削参数：线速度15～20m/min、进给量0.1～0.2mm/r、切削深度1～1.5mm；65°内凹型切削区域沿型面排刀的切削参数：线速度15～20m/min、进给量0.1～0.2mm/r、切削深度1～1.5mm；90°内凹型切削区域沿型面插车的切削参数：线速度15～20m/min、进给量0.1～0.2mm/r、切削深度2m；沿型面排刀的切削参数：线速度15～20m/min、进给量0.1～0.2mm/r、切削深度2mm；沿型面走刀的切削参数：线速度15～20m/min、进给量0.15～0.25mm/r、切削深度0.5mm；半精加工时制定的切削参数为：端面槽型切削区域沿型面走刀的切削参数：线速度25～30m/min、进给量0.15～0.2mm/r、切削深度1mm；45°内凹型切削区域沿型面走刀的切削参数：线速度25～30m/min、进给量0.1～0.2mm/r、切削深度0.8mm；65°内凹型切削区域沿型面走刀的切削参数：线速度25～30m/min、进给量0.1～0.2mm/r、切削深度0.8mm；90°内凹型切削区域沿型面排刀的切削参数：线速度20～25m/min、进给量0.15～0.2mm/r、切削深度0.8mm；120°反深凹型切削区域排刀的切削参数：线速度20～25m/min、进给量0.15～0.2mm/r、切削深度0.8mm；精加工时制定的切削参数为：端面槽型切削区域沿型面走刀的切削参数：线速度30～35m/min、进给量0.15～0.2mm/r、切削深度0.3mm；45°内凹型切削区域沿型面走刀的切削参数：线速度30～35m/min、进给量0.1～0.2mm/r、切削深度0.2mm；65°内凹型切削区域沿型面走刀的切削参数：线速度30～35m/min、进给量0.1～0.2mm/r、切削深度0.2mm；90°内凹型切削区域沿型面走刀的切削参数：线速度30～35m/min、进给量0.1～0.2mm/r、切削深度0.2mm；120°反深凹型切削区域走刀的切削参数：线速度28～33m/min本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封严盘半封闭复杂深内腔的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，将零件待加工部位划分为五个切削区域，并选用各切削区域对应结构的刀具；其中，所述零件待加工部位为封严盘其大圆弧悬臂安装边半封闭复杂深内腔；/n步骤2，制定工序及各个工序对应的切削区域；/n步骤3，规划低应力切削路径，并制定切屑参数；其中，首先，依据经验切削参数、步骤1划分的切削区域及其选用的各切削区域对应结构的刀具、步骤2制定的工序及各工序对应的切削区域，设定初始的切削路径和切削参数进行加工，加工完成后测试计算出零件加工部位的应力曲线分布及其对应的应力实际值；/n接着，根据得到的应力曲线分布及其对应的应力实际值，迭代更新切削路径和切削参数，直至得到最优的低应力切削路径及切屑参数；/n步骤4，按步骤3中得到的最优低应力切削路径及切屑参数对零件待加工部位进行最终工程化加工应用。/n

【技术特征摘要】
1.一种封严盘半封闭复杂深内腔的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将零件待加工部位划分为五个切削区域，并选用各切削区域对应结构的刀具；其中，所述零件待加工部位为封严盘其大圆弧悬臂安装边半封闭复杂深内腔；
步骤2，制定工序及各个工序对应的切削区域；
步骤3，规划低应力切削路径，并制定切屑参数；其中，首先，依据经验切削参数、步骤1划分的切削区域及其选用的各切削区域对应结构的刀具、步骤2制定的工序及各工序对应的切削区域，设定初始的切削路径和切削参数进行加工，加工完成后测试计算出零件加工部位的应力曲线分布及其对应的应力实际值；
接着，根据得到的应力曲线分布及其对应的应力实际值，迭代更新切削路径和切削参数，直至得到最优的低应力切削路径及切屑参数；
步骤4，按步骤3中得到的最优低应力切削路径及切屑参数对零件待加工部位进行最终工程化加工应用。


2.根据权利要求1所述的一种封严盘半封闭复杂深内腔的成型方法，其特征在于，步骤1中，将零件待加工部位划分为五个切削区域，具体方法是：
根据零件待加工部位的型面结构特点，将零件待加工部分划分为五个切削区域；
五个切削区域分别为：端面槽型切削区域、45°内凹型切削区域、65°内凹型切削区域、90°内凹型切削区域和120°反深凹型切削区域。


3.根据权利要求2所述的一种封严盘半封闭复杂深内腔的成型方法，其特征在于，端面槽型切削区域是以悬臂安装边内圆为起始位置，以封严盘盘心及其轴向延伸为终止位置的径向区域；
45°内凹型切削区域是以端面槽型切削区域的终止位置为起始位置，以盘体型面靠近盘心圆弧段的相切线为终止位置，且该相切线与盘心线之间的顺时针夹角为45°；
65°内凹型切削区域是以45°内凹型切削区域的终止位置为起始位置，以盘体型面靠近盘心圆弧段的相切线为终止位置，且该相切线与盘心线之间的顺时针夹角为65°；
90°内凹型切削区域是以65°内凹型切削区域的终止位置为起始位置，以盘体型面靠近盘心圆弧段的相切线为终止位置，且该相切线与盘心线之间的顺时针夹角为90°；
120°反深凹型切削区域为剩余区域。


4.根据权利要求1所述的一种封严盘半封闭复杂深内腔的成型方法，其特征在于，步骤2中，制定的工序分为：粗加工、半精加工、精加工；
各个工序对应的切削区域，具体是：
粗加工的切削区域为：端面槽型切削区域、45°内凹型切削区域、65°内凹型切削区域和90°内凹型切削区域；
半精加工的切削区域：端面槽型切削区域、45°内凹型切削区域、65°内凹型切削区域、90°内凹型切削区域，以及120°反深凹型切削区域；
精加工的切削区域：端面槽型切削区域、45°内凹型切削区域、65°内凹型切削区域、90°内凹型切削区域，以及120°反深凹型切削区域。


5.根据权利要求1所述的一种封严盘半封闭复杂深内腔的成型方法，其特征在于，其最优的低应力切削路径为：
粗加工时规划的低应力切削路径为：
端面槽型切削区域沿型面排刀、45°内凹型切削区域沿型面排刀、65...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林燊，夏野，鲁斌，常广利，俞树霆，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61