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发动机复杂曲面加工刀具

浏览: 时间:2021-03-22

发动机复杂曲面加工刀具

 

在机加领域对于发动机曲面零件、曲面工模器具等复杂曲面工件通常选用加工中心进行加工,在机加各领域中曲面零件加工十分广泛,如:轮机叶片、船舰螺旋桨、各圆柱圆锥面的零部件加工等等;在进行曲面加工时一般采用铣削的方式,铣削工件曲面需要注意哪些方面?

曲面零件的数控加工中心进行的加工流程为:粗加工(开粗)—半精加工—精加工—细节处理。

 

开粗:对曲面零件的毛坯件进行初步处理时,为了提高铣削效率,可以根据被加工曲面给出的余量,用立铣刀按照等高面逐层地进行铣削,粗铣后曲面的形状会层次状分布、台阶高度则视粗铣精度而定。粗加工时由于加工余量和切削用量均较大,因此在切削过程中产生大量的切削热,刀具容易磨损,使用切削液冷却进行加工能有效降低切削区域温度,起到润滑和冷却作用。

 

半精加工:半精加工是在开粗后进行加工的阶段,铣掉粗铣步骤中留下的多余部分余量,半精铣应采用球头铣刀来进行,其行距和步距应该比精铣大一些,且半精加工应当为后面的精铣加工工序留出0.5毫米左右的加工余量。经过这道工序,被加工表面形状已经接近于成品曲面。

 

航空航天发动机复杂曲面加工刀具球头型铣刀的刃径是先端R的2倍,圆弧角型立铣刀的刃径则不受先端R尺寸的影响,可以选择较大值,刃径增大,切削条件会得到优化;

曲面铣削加工刀具的刚性随刃径的增大而提高,尤其是对于小口径刀具,可将其偏摆抑制在最小范围内,实现稳定的加工;实际加工直径增大、可实现切削速度的提高、从而提高加工表面精度、刀具使用寿命。

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提高平坦部位的加工效率

在曲面零件加工时与球头型立铣刀相比,圆弧角型立铣刀能够获得更大的步距值,可切实提高粗加工时的加工效率。

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精加工:精加工是最终加工出成品曲面的最后一道工序,精加工的刀具首选球头铣刀,通常采用行切法;在编程时需注意折返点的选择和进给速度的确定,对于开敞性较好的零件而言,折返点应当选在曲表的外面,把曲面适当地向外延伸一点;

而对于开敞性不好的零件,由于折返过程中切削速度会发生变化,很容易在已加工表面上及阻挡面上,留下由停顿和振动产生的刀痕,则应将折返点选在离开阻挡面的位置,并且在折返时要降低进给速度。对曲面和阻挡面相贯线应单作一个清根程序另外进行加工,这样就能够保证被加工曲面与阻挡面光滑连接,避免产生明显的刀痕。

 

加工航空航天发动机复杂曲面工件的刀具主要为球头铣刀

球头铣刀材质由于结构和运动方式的原因,球头铣刀在刀尖处的切削速度很低。在使用球头铣刀,垂直于被加工面铣削比较平缓的曲面时,刀尖切出的表面质量会比较差。所以,应尽量不用刀尖切削,还应适当提高主轴转速;对复杂曲面、异面零件的加工能很好体现出加工中心加工性能。

 

倒角加工在考虑最大切深量的条件设定下进行倒角加工;当切削量较大时,建议逐步切削加工;

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V槽加工则主要使用普通平头型立铣刀以及专用刀具进行V槽加工:

1、使用普通平头立铣刀,将刀具或工件倾斜后切削V槽,若果V槽底部形状的精度要求不高,则可选择带圆弧角或倒角C型立铣刀加工;

2、使用V槽加工用立铣刀时

a、仅使用刀具前端部时,请考虑线速度,并以提高转速为设定条件;

b、切削量变大时,则逐步切削;

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选择适合切削的刀具,根据倒角、V槽、定位等加工形状、加工效率及工件材料等,选择相应材质刀具进行加工。


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