航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面的銑削方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣加工技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面的高效銑削方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)中有很多大型的鋁鎂合金結(jié)構(gòu)的機(jī)匣，這種機(jī)匣包含眾多油路，結(jié)構(gòu)大而復(fù)雜，壁厚較薄，具有強(qiáng)度較小的大型腔結(jié)構(gòu)平面，這些平面之間的接觸配合要求高，即對(duì)機(jī)匣平面的平面度精度、粗糙度質(zhì)量要求較高，一般平面度要求高達(dá)不大于0.01mm，粗糙不大于1.6。
[0003]目前對(duì)于這種機(jī)匣大平面的加工是采用的普通材料刀片或硬質(zhì)合金材料刀片式銑刀進(jìn)行精加工。具有以下不足:
[0004]1、采用的普通材料刀片或硬質(zhì)合金材料刀片切削速度不高，切削速度最高僅能達(dá)至IJ300?500m/min，加工效率有待提高。
[0005]2、目前的數(shù)控銑刀片都具有修光刃，如圖4所示，修光刃V的刃長(zhǎng)L較長(zhǎng)，由于這種修光刃I’能夠提高加工后的零件2'表面粗糙度，因此，其在銑削加工的刀片中應(yīng)用已為一種標(biāo)準(zhǔn)。但這種銑刀片3'在精加工過(guò)程中，修光刃V參與切削刀尖遺留的殘余材料，且與已加工表面4'發(fā)生摩擦，易產(chǎn)生較大切削力，由于復(fù)雜結(jié)構(gòu)機(jī)匣的型腔平面無(wú)法將其整體支靠，僅能采用分散的點(diǎn)式支靠，當(dāng)切削力較大時(shí)，容易使無(wú)支靠處強(qiáng)度較小的平面在銑削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)、讓刀。最終加工后平面度的精度只能達(dá)到0.02?0.03mm，前這種銑刀片的加工方式不能滿足該類型的大平面的精加工要求。
[0006]3、對(duì)于鋁鎂機(jī)合金材料，當(dāng)修光刃與已加工表面摩擦長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，容易擦傷已加工表面，影響平面的表面粗糙度質(zhì)量，造成加工質(zhì)量不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面的銑削方法，以解決現(xiàn)有采用普通材料刀片或硬質(zhì)合金刀片式銑刀的加工方法，加工精度不高、加工效率低的技術(shù)問(wèn)題。
[0008]本發(fā)明提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面的銑削方法，包括以下步驟:a、選取金剛石材料并帶有修光刃的銑刀片，以增大切削平面的速度，提高切削效率;b、將銑刀片的修光刃修磨成與被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣上的已加工表面呈角度α結(jié)構(gòu)；C、依據(jù)銑刀片及其修光刃優(yōu)化銑削加工參數(shù);d、采用點(diǎn)支撐方式固定被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣；e、采用優(yōu)化的加工參數(shù)對(duì)固定的被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣的型腔精密平面進(jìn)行表面銑削加工，獲得成型的薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面。
[0009]進(jìn)一步地，步驟a中，金剛石銑刀片的圓角設(shè)計(jì)為R0.1mm-R0.2mm的小圓角結(jié)構(gòu)，以減小切削力、減小刀具與被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣之間的摩擦。
[0010]進(jìn)一步地，金剛石銑刀片的切削速度設(shè)定在800m/min-1500m/min，以發(fā)揮金剛石的高硬度、高耐磨性、低摩擦、高導(dǎo)熱性的性能，提高加工效率。
[0011]進(jìn)一步地，步驟b中修光刃設(shè)計(jì)，將修光刃修磨成α的角度，以使修光刃作用于被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣時(shí)，修光刃與被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣表面形成α的角度。
[0012]進(jìn)一步地，步驟c優(yōu)化銑削加工參數(shù)具體為:設(shè)定殘留面積的最高點(diǎn)與銑刀片刀尖圓角在被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣的切點(diǎn)的豎直距離為殘留面積的高度H，銑刀片刀尖圓角與被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣表面最近的兩個(gè)切點(diǎn)之間的距離為刀尖進(jìn)給f，新設(shè)計(jì)的修光刃的角度為α;被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣平面的粗糙度Ra值取決于切削殘留面積的高度H，影響殘留面積高度H主要是修光刃的角度以及進(jìn)給速度，得到殘留面積高度值H與修光刃的角度α及進(jìn)給速度值存在以下關(guān)系:Η= (1/2) X f X tan(a)，根據(jù)此關(guān)系式，設(shè)定銑刀片的進(jìn)給速度不大于2H/tan(a)，以保證被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣的已加工表面的粗糙度Ra的情況下取銑刀片的最大進(jìn)給速度，提高銑削效率。
[0013]進(jìn)一步地，被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣型腔平面的面積為600mmX250mm，采用點(diǎn)支靠方式固定，加工平面度要求為0.01mm，粗糙度要求為Ral.6，即平面表面切削的殘余面積高度小于0.0016m;選取圓角為R0.1mm的帶修光刃的銑刀片，將修光刃修磨成-4°角度的結(jié)構(gòu)。
[0014]進(jìn)一步地，選用Φ63πιπι的銑刀盤，銑刀盤裝有三片銑刀片，設(shè)定銑刀片的切深為0.05mm，鐵削速度為 1000min/min。
[0015]進(jìn)一步地，根據(jù)殘留面積的高度值H與進(jìn)給速度的關(guān)系:f< 2H/tan(4° ),f <2X
0.0016/tan(4°)，從而得到銑刀片每轉(zhuǎn)的進(jìn)給f < 0.0457mm。
[0016]進(jìn)一步地，根據(jù)設(shè)定的切削參數(shù)，編制數(shù)控程序，在數(shù)控機(jī)床上對(duì)被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣的平面進(jìn)行銑削加工。
[0017]進(jìn)一步地，采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣的銑削加工。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面的銑削方法，金剛石由于具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦、高導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)，能夠增大切削平面的速度，提高切削效率，同時(shí)能夠減小切削力，減小刀具與被加工零件的摩擦。將銑刀片的修光刃修磨成與已加工表面成α角度的結(jié)構(gòu)，能夠減小銑刀片切削刀尖圓弧遺留的殘余材料，且減小與已加工表面的摩擦，有利于減小加工過(guò)程中銑刀片對(duì)大平面產(chǎn)生的切削力，對(duì)于薄壁鋁鎂機(jī)匣較薄強(qiáng)度較小的大平面，切削力的減小能夠減小平面在加工切削中振動(dòng)、讓刀、變形，最終達(dá)到提高大平面的平面度精度的目的;薄壁鋁鎂機(jī)匣型腔平面使用這種新的修光刃刀片銑削加工后平面度精度能達(dá)到0.006mm-0.01mm，相對(duì)于無(wú)角度的修光刃刀片加工的精度能提高2_5倍;從而減小在銑削過(guò)程中大平面產(chǎn)生振動(dòng)、讓刀，提高大平面的平面度精度。優(yōu)化銑削參數(shù)，保證加工表面的粗糙度質(zhì)量的情況下取銑刀的最大的進(jìn)給，消除由于修光刃與已加工表面的摩擦而造成的已加工表面擦傷現(xiàn)象。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0021]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面的銑削方法的步驟框圖；
[0023]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的選取的銑刀片及其修光刃處于零件加工部位的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是圖2銑刀片刀尖切削處的局部放大圖。
[0025]圖4是現(xiàn)有銑刀片加工部位的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖例說(shuō)明:
[0027]1、被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣；2、銑刀片;3、修光刃;4、已加工表面。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由下述所限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0029]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面的銑削方法的步驟框圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的選取的銑刀片及其修光刃處于零件加工部位的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2銑刀片刀尖切削處的局部放大圖。
[0030]如圖1所示，本實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面的銑削方法，包括以下步驟:a、選取金剛石材料并帶有修光刃3的銑刀片2，以增大切削平面的速度，提高切削效率;b、將銑刀片2的修光刃3修磨成與被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I上的已加工表面4呈角度α結(jié)構(gòu)；C、依據(jù)銑刀片2及其修光刃3優(yōu)化銑削加工參數(shù);d、采用點(diǎn)支撐方式固定被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I ;e、采用優(yōu)化的加工參數(shù)對(duì)固定的被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I的型腔精密平面進(jìn)行表面銑削加工，獲得成型的薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面。本發(fā)明航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁鋁鎂機(jī)匣精密型腔平面的銑削方法，金剛石由于具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦、高導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)，采用金剛石材料的刀具，能夠增大切削平面的速度，提高切削效率，同時(shí)能夠減小切削力，減小刀具與被加工零件的摩擦。將銑刀片2的修光刃3設(shè)計(jì)成與已加工表面4成α角度的結(jié)構(gòu)，能夠減小銑刀片2切削刀尖圓弧遺留的殘余材料，且減小與已加工表面4的摩擦，有利于減小加工過(guò)程中銑刀片2對(duì)大平面產(chǎn)生的切削力，對(duì)于薄壁鋁鎂機(jī)匣較薄強(qiáng)度較小的大平面，切削力的減小能夠減小平面在加工切削中振動(dòng)、讓刀、變形，最終達(dá)到提高大平面的平面度精度的目的；薄壁鋁鎂機(jī)匣型腔平面使用這種新的修光刃3刀片銑削加工后平面度精度能達(dá)到0.006mm-0.01mm，相對(duì)于無(wú)角度的修光刃3刀片加工的精度能提高2-5倍;從而減小在銑削過(guò)程中大平面產(chǎn)生振動(dòng)、讓刀，提高大平面的平面度精度。優(yōu)化銑削參數(shù)，保證加工表面的粗糙度質(zhì)量的情況下取銑刀的最大的進(jìn)給，消除由于修光刃3與已加工表面4的摩擦而造成的已加工表面4擦傷現(xiàn)象。可選地，角度α處于Imm-8mm之間。優(yōu)選地，角度α處于3mm_5_之間。
[0031]如圖1、圖2和圖3所示，本本實(shí)施例中，步驟a中，金剛石銑刀片2的圓角設(shè)計(jì)為R0.1mm-R0.2mm的小圓角結(jié)構(gòu)，以減小切削力、減小刀具與被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I之間的摩擦。
[0032]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例中，金剛石銑刀片2的切削速度設(shè)定在800m/min-1500m/min，以發(fā)揮金剛石的高硬度、高耐磨性、低摩擦、高導(dǎo)熱性的性能，提高加工效率。
[0033]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例中，步驟b中修光刃3設(shè)計(jì)，將修光刃3修磨成α的角度，以使修光刃3作用于被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I時(shí)，修光刃3與被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I表面形成α的角度。
[0034]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例中，步驟c優(yōu)化銑削加工參數(shù)具體為:設(shè)定殘留面積的最高點(diǎn)與銑刀片2刀尖圓角在被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I的切點(diǎn)的豎直距離為殘留面積的高度H，銑刀片2刀尖圓角與被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I表面最近的兩個(gè)切點(diǎn)之間的距離為刀尖進(jìn)給f，新設(shè)計(jì)的修光刃3的角度為α。被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I平面的粗糙度Ra值取決于切削殘留面積的高度H，影響殘留面積高度H主要是修光刃3的角度以及進(jìn)給速度，得到殘留面積高度值H與修光刃3的角度α及進(jìn)給速度值存在以下關(guān)系:Η= (1/2) XfX tan(a)，根據(jù)此關(guān)系式，設(shè)定銑刀片2的進(jìn)給速度不大于2H/tan(a)，以保證被加工薄壁鋁鎂機(jī)匣I的已加工表