[發明專利]一種航空發動機盤類零件大深腔結構的數控車削方法

在審

• 申請號: 201410538049.2
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN105562717A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 韓德印;張瑩;王辛牧;趙明;楊楠
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 任玉龍

技術領域

本發明涉及機械加工領域，特別涉及了一種航空發動機盤類零件 大深腔結構的數控車削方法。

背景技術

在研制一種大深腔結構航空發動機盤類零件時產生的，由于零件 設計結構為異型深腔結構，腔深約160mm、進口直徑約為Φ260mm， 進口寬度約為100mm，呈半封閉夾角40度V型結構,封閉腔底部由 R14mm圓角過渡，一側為長懸臂厚度為6mm的發動機盤輻板結構， 另一側為厚度3mm的斜錐面結構，弱剛性。

大深腔結構零件形狀復雜，加工尺寸和位置精度都較高，輻板內 孔表面跳動不大于0.02mm，端面跳動為0.02mm，零件最小壁厚為 3mm，屬于薄壁、大深腔結構，剛性較差，裝夾易變形。零件材料為 難加工材料鈦合金，零件毛坯為模鍛件，加工余量較大。零件的加工 難點主要集中在深腔內型面和盤體表面，如何保證零件尺寸、位置精 度，給加工帶來很大的困難。

傳統針對該類結構零件的加工，通常采用普通的機夾數控非標方 刀桿進行加工，致使加工刀具懸伸極長，加工振顫嚴重，加工后的零 件表面質量和幾何精度無法滿足設計要求，加工后的表面需要通過后 續手工拋光來滿足設計要求。

發明內容

本發明的目的是為了提高航空發動機大深腔結構盤類零件加工 過程中零件幾何精度和表面質量，特提供了一種航空發動機盤類零件 大深腔結構的數控車削方法。

本發明提供了一種航空發動機盤類零件大深腔結構的數控車削 方法，其特征在于：所述的航空發動機盤類零件大深腔結構的數控車 削方法，具體步驟如下：

第一步，采用具有40-90bar冷卻水壓力的數控立式車床加工零 件。

第二步，零件粗加工時針對零件深腔結構使用壓力為40-90bar 的高壓冷卻水的內冷車刀進行加工，加工過程中能夠將切屑打斷變成 碎屑，可以提高加工效率、提高刀具耐用度、降低刀具成本和保證表 面質量。

第三步，主要加工路線為：粗車前端→粗車后端→真空消除應力 熱處理→精車前端型面→精車后端型面，粗加工和精加工均采用數控 立式車床進行加工。

第四步，零件深腔精車加工時利用直徑為4-6mm的球形刀片對 零件型面進行分層加工，每層加工深度控制在0.3-0.5mm之間；

車加工切削速度VC＝40-60m/min，進給量F＝0.1-0.15mm/r,以控 制零件的變形量，避免因切削力過大造成零件變形，同時球形刀片有 利于提高零件表面質量和加工效率。

第五步，精車加工時采用機床在線測量功能進行零件尺寸測量， 編制程序時首先車加工0.3～0.5mm零件材料，利用機床在線測量功 能測量實際加工值，根據程序設定值由數控機床自動計算刀補偏差值 輸入機床刀具磨耗值中，對刀具偏差進行自動補償，按照程序執行下 一層的0.3～0.5mm材料切削，完成零件最終尺寸加工。

所述的粗車前端和粗車后端，粗加工后零件表面均勻留1mm～ 2mm余量。

所述的零件粗加工后，用真空爐進行消除應力熱處理，去除零件 粗加工殘余應力。

本發明的優點：

本發明所述的航空發動機盤類零件大深腔結構的數控車削方法， 加工出的零件幾何尺寸和表面質量滿足設計要求，由于采用高壓冷卻 刀具，車加工刀片耐用度與傳統冷卻相比提高50％以上，單臺減少刀 具消耗降低，由于零件表面質量滿足設計要求，單臺減少零件后續拋 光工作量，節約工時費用，并為加工同類結構零件奠定了基礎。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為零件結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例所述的本發明提供了一種航空發動機盤類零件大深腔 結構的數控車削方法，其特征在于：所述的航空發動機盤類零件大深 腔結構的數控車削方法，具體步驟如下：

第一步，采用具有40bar冷卻水壓力的數控立式車床加工零件。

第二步，零件粗加工時針對零件深腔結構使用壓力為40bar的高 壓冷卻水的內冷車刀進行加工，加工過程中能夠將切屑打斷變成碎 屑，可以提高加工效率、提高刀具耐用度、降低刀具成本和保證表面 質量。

第三步，主要加工路線為：粗車前端→粗車后端→真空消除應力 熱處理→精車前端型面→精車后端型面，粗加工和精加工均采用數控 立式車床進行加工。