一種u型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)鈦合金零件的數(shù)控加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是針對具有U型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)的飛機鈦合金零件的數(shù)控加工技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]U型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)的零件是飛機鈦合金零件中的一種典型結(jié)構(gòu)，這類零件由于其加工過程中變形量大，往往難以保證其壁厚尺寸，導(dǎo)致零件出現(xiàn)尺寸超差現(xiàn)象，加工合格率低。
[0003]對于具有U型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工，傳統(tǒng)加工方法是使用鑲有硬質(zhì)合金條的大直徑刀具，采用層降式加工策略，進(jìn)行U型腔的粗精加工，采用此種加工方式，由于鈦合金材料的固有特性，加工過程中刀具切削力大，釋放出大量的切削熱，積聚的內(nèi)應(yīng)力極易導(dǎo)致零件產(chǎn)生變形。其次，切削過程中刀具承受的切削力很大，造成加工過程中產(chǎn)生刀具顫動、讓刀甚至斷裂等情況，加工尺寸精度無法保證。再次，采用傳統(tǒng)的刀具切削速度低，切削量小，零件加工效率低下，且產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請的目的在于提供一種針對U型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)鈦合金零件的數(shù)控加工方法。該方法為具有此種結(jié)構(gòu)鈦合金零件的加工拓展了新思路，實現(xiàn)了該類零件的數(shù)控高效精密加工。
[0005]一種U型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)鈦合金零件的數(shù)控加工方法，其特征在于加工步驟如下:
[0006]I)根據(jù)U型腔槽寬及槽深選取適當(dāng)直徑和懸伸的平底鉆，步距寬度按平底鉆直徑的70%?75%規(guī)劃，以插鉆的加工方式貫穿整個緣條長度方向，粗加工U型腔內(nèi)大部分機加余量；
[0007]2)再采用長刃方肩銑刀，以剝皮式加工方式，分別對U型腔的兩側(cè)內(nèi)壁進(jìn)行半精加工銑削，將內(nèi)側(cè)壁上插鉆留有的鋸齒狀殘余銑平；
[0008]3)最后采用整體硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行腹板及側(cè)壁內(nèi)外形的精加工，在加工側(cè)壁內(nèi)外形時，采用臺階支撐銑削的加工方式。
[0009]上述加工方法的有益效果在于:1)平底鉆在插鉆時獲得較高的穩(wěn)定性，且不會在型腔中留下材料芯殘余，在步距寬度按70%?75%規(guī)劃范圍內(nèi)可以使材料去除率最大化，采用插鉆對于該類鈦合金材料零件來說是一個效率很高的粗加工方式，相比于傳統(tǒng)層降式加工，插鉆可以將加工周期縮短至近40%，使加工效率得到較大的提升。插鉆時，主切削力沿著主軸軸線方向，徑向切削分力很小，對機床主軸和刀具的剛性要求相對較低，而且槽腔越深，此種加工方式的優(yōu)點也越明顯，另外注意，插鉆時必須使用機床內(nèi)部冷卻液供給，以確保充分排肩和冷卻作用。2)加工側(cè)壁采用剝皮式加工方式，刀具的主偏角會在進(jìn)給方向產(chǎn)生徑向力，底平面將不會受到較高的軸向壓力作用，非常適合銑削薄腹板零件，但是需要注意的是，加工側(cè)壁時應(yīng)至少留有2?3mm左右精加工余量，防止側(cè)壁由于受到不小的徑向切削力壓迫而產(chǎn)生變形，影響后續(xù)零件的精加工。3)采用臺階支撐銑削的加工方式進(jìn)行側(cè)壁的精加工，為加工部位提供最大的支撐，將加工過程中的振顫降至最低，加工穩(wěn)定性得到了明顯的改善。4)本發(fā)明解決了采用傳統(tǒng)加工方法加工U型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)鈦合金零件加工效率低、質(zhì)量差的缺陷，以更優(yōu)化、更合理的加工方式，獲取更高的加工效率和加工質(zhì)量。
[0010]以下結(jié)合實例附圖對該申請作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0011]圖1為U型腔薄壁緣條類鈦合金零件結(jié)構(gòu)示意圖
[0012]圖2為U型腔插鉆粗加工刀軌示意圖
[0013]圖3為半精加工側(cè)壁剝皮式刀軌示意圖
[0014]圖4為精加工側(cè)壁臺階支撐式刀軌示意圖
[0015]圖中編號說明:I零件、2插鉆走刀軌跡、3鋸齒狀殘余、4長刃方肩銑刀、5零件側(cè)壁加工余量
【具體實施方式】
[0016]本實施例是用于某飛機上具有U型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)零件的加工，零件I的材料為TC18鈦合金難加工材料，長度2000mm，U型腔深75mm，側(cè)壁及腹板厚度1.5mm，槽寬為Φ59πιιη0
[0017]若采用傳統(tǒng)加工方法來加工零件1，不但加工效率低，而且加工質(zhì)量很不穩(wěn)定。而采用新的加工方法加工零件1，完全可以避免以上問題。
[0018]采用本申請的技術(shù)方案進(jìn)行加工:首先，根據(jù)U型腔槽寬及槽深選取?55X85mm規(guī)格的平底鉆，步距寬為41.25mm(75% X刀徑Φ55)，插鉆加工零件U型腔，去除型腔內(nèi)大部分機加余量，如圖2所示。
[0019]其次，采用Φ40Χ90πιπι長刃方肩銑刀4，采用剝皮式加工方式沿零件兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁的走刀軌跡，去除零件兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁的鋸齒狀殘余3進(jìn)行U型腔側(cè)壁的半精加工，如圖3所不O
[0020]最后，采用Φ20X80mm整體硬質(zhì)合金刀具，完成腹板精加工，再采用臺階支撐銑削的加工方式進(jìn)行精加工，對零件側(cè)壁加工余量5進(jìn)行去除，走刀方式如圖4所示。
【主權(quán)項】
1.一種U型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)鈦合金零件的數(shù)控加工方法，其特征在于加工步驟如下: 1)根據(jù)U型腔槽寬及槽深選取適當(dāng)直徑和懸伸的平底鉆，步距寬度按平底鉆直徑的70%?75%規(guī)劃，以插鉆的加工方式貫穿整個緣條長度方向，粗加工U型腔內(nèi)大部分機加余量; 2)采用長刃方肩銑刀，以剝皮式加工方式，分別對U型腔的兩側(cè)內(nèi)壁進(jìn)行半精加工銑肖IJ，將步驟I)粗加工時內(nèi)側(cè)壁上插鉆留有的鋸齒狀殘余銑平； 3)采用整體硬質(zhì)合金刀具對零件的腹板及側(cè)壁內(nèi)外加工余量進(jìn)行精加工，在加工側(cè)壁內(nèi)外形時，采用臺階支撐銑削的加工方式。
【專利摘要】一種U型腔薄壁緣條類結(jié)構(gòu)鈦合金零件的數(shù)控加工方法，根據(jù)U型腔槽寬及槽深選取適當(dāng)直徑和懸伸的平底鉆，以插鉆的加工方式粗加工U型腔內(nèi)大部分機加余量，采用長刃方肩銑刀，以剝皮式加工方式對U型腔的兩側(cè)內(nèi)壁進(jìn)行半精加工銑削，采用整體硬質(zhì)合金刀具對零件的腹板及側(cè)壁內(nèi)外加工余量進(jìn)行精加工，在加工側(cè)壁內(nèi)外形時，采用臺階支撐銑削的加工方式。
【IPC分類】B23P15-00
【公開號】CN104741877
【申請?zhí)枴緾N201510155508
【發(fā)明人】紀(jì)鵬, 徐冰, 李雯佳, 張鵬, 譚良毅
【申請人】中航飛機股份有限公司西安飛機分公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月2日