一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法

文档序号:147184 发布日期:2021-10-26 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法 (Machining method for efficiently milling conical outer surface of casing opening ) 是由 李健 李远宾 杨轶博 于 2021-08-10 设计创作,主要内容包括:一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法,属于数控加工技术领域。所述对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法,包括如下步骤:选择大进给功能的机夹铣刀;规划刀具轨迹,具体为:在锥形外型面表面创建刀具轨迹曲线;根据刀具轨迹生成分层的刀具加工轨迹,具体为:根据刀具轨迹曲线生成分层的刀具加工轨迹曲线,并设置切削参数;根据切削参数进行锥形外型面的铣削加工。所述对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法通过选择大进给功能的刀具、加工策略以及切削参数,实现对开机匣锥形外型面的高效铣削加工,提高了加工效率和产品质量,降低了加工成本。(A processing method for efficiently milling the conical outer surface of an opening casing belongs to the technical field of numerical control processing. The machining method for efficiently milling the tapered outer surface of the split casing comprises the following steps of: selecting a machine-clamped milling cutter with a large feeding function; planning a cutter path, specifically: creating a tool path curve on the surface of the conical outer profile; generating a layered tool machining track according to the tool track, specifically: generating a layered cutter processing track curve according to the cutter track curve, and setting cutting parameters; and milling the conical outer profile according to the cutting parameters. According to the method for efficiently milling the tapered outer profile of the split casing, the cutter with the large feeding function, the processing strategy and the cutting parameters are selected, so that efficient milling of the tapered outer profile of the split casing is realized, the processing efficiency and the product quality are improved, and the processing cost is reduced.)

一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域,具体涉及一种对开机匣锥形外型面结构的数控加工,特别涉及一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法。

背景技术

对开机匣属于航空发动机机匣的重要零件,为高温合金难加工材料,外型面具有尺寸精度高和结构刚性差等特点。工艺一般分为粗加工和精加工工步,采用整体硬质合金铣刀加工,由于粗加工工步加工余量大,材料硬度高,导致其切削效率低,加工周期长,刀具磨损严重,严重影响外型面精加工质量。因此,需要研究适合于对开机匣锥形外型面的高效铣削加工方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的对开机匣锥形外型面铣削效率低等技术问题,本发明提供了一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法,通过选择大进给功能的刀具、加工策略以及切削参数,实现对开机匣锥形外型面的高效铣削加工,提高了加工效率和产品质量,降低了加工成本。

为了实现上述目的,本发明的技术方案是:

一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法,包括如下步骤:

S1、选择大进给功能的机夹铣刀;

S2、规划刀具轨迹,具体为:在锥形外型面表面创建刀具轨迹曲线;

S3、根据刀具轨迹生成分层的刀具加工轨迹,具体为:根据刀具轨迹曲线生成分层的刀具加工轨迹曲线,并设置切削参数;

S4、根据切削参数进行锥形外型面的铣削加工。

进一步的,所述刀具轨迹曲线采用顺铣加工方式和连续光顺的走刀路径,并且刀具轨迹曲线的转角处具有圆弧过渡。

进一步的,所述切削参数包括线速度、每齿进给量、每层切削深度、切削宽度和切削进给量。

优选的,所述线速度:30m/min;每齿进给量:0.5mm/z;每层切削深度:0.5mm;切削宽度12mm;切削进给量:715mm/min。

进一步的,所述机夹铣刀刀片的材质根据工件材料进行选择。

进一步的,根据锥形外型面的结构和加工余量,确定机夹铣刀参数,所述机夹铣刀参数包括刀具直径、刀尖圆角半径、刀具齿数和刀具总长度。

本发明的有益效果:

1)本发明通过大进给功能刀具的使用、高效铣削刀轨的优化设计、切削参数合理选用,解决了对开机匣锥形外型面铣削效率低的难题,可提高设备利用效率,降低企业加工成本。

2)本发明已应用延伸机匣精铣外型面工序中,稳定生产100台以上,加工时间由原先330分钟缩短至70分钟,刀具数量由原先3个整体硬质合金铣刀缩减到3片机夹刀片,加工表面壁厚均匀一致,加工质量稳定,提高铣削加工效率70%以上,降低刀具成本70%以上,可以扩展到其它类似结构的机匣上使用。

3)随着对开机匣需求数量的逐年增多,为解决零件加工效率低和加工质量等问题,本发明对开机匣锥形外型面结构高效铣削方法的研究具有重要的实际意义。

本发明的其他特征和优点将在下面的

具体实施方式

中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明提供的一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法的流程图;

图2是本发明实施例提供的某延伸机匣外型面结构示意图;

图3是图2中加工区域的加工区域的剖视示意图;

图4是本发明实施例提供的Ф20R1.8大进给功能机夹铣刀的示意图;

图5是图4中机夹铣刀的局部放大示意图;

图6是本发明实施例提供的UG软件中加工刀具参数设置的示意图;

图7是本发明实施例提供的UG软件驱动刀轨参数设置的示意图;

图8是本发明实施例提供的机匣外型面表面驱动刀轨的示意图;

图9是本发明实施例提供的UG软件分层刀轨参数设置的示意图;

图10是本发明实施例提供的机匣外型面分层刀具轨迹的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。

为了解决现有技术存在的问题,如图1所示,本发明提供了一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法,包括如下步骤:

S1、选择大进给功能的机夹铣刀;机夹铣刀刀片的材质根据工件材料进行选择;根据锥形外型面的结构和加工余量,确定机夹铣刀参数,所述机夹铣刀参数包括刀具直径、刀尖圆角半径、刀具齿数和刀具总长度;

S2、规划刀具轨迹,具体为:在锥形外型面表面创建刀具轨迹曲线;所述刀具轨迹曲线采用顺铣加工方式和连续光顺的走刀路径,并且刀具轨迹曲线的转角处具有圆弧过渡;

S3、根据刀具轨迹生成分层的刀具加工轨迹,具体为:根据刀具轨迹曲线生成分层的刀具加工轨迹曲线,并设置切削参数;所述切削参数包括线速度、每齿进给量、每层切削深度、切削宽度和切削进给量;作为优选,线速度:30m/min;每齿进给量:0.5mm/z;每层切削深度:0.5mm;切削宽度12mm;切削进给量:715mm/min;

S4、根据切削参数进行锥形外型面的铣削加工。

实施例一

一种对开机匣锥形外型面高效铣削的加工方法,包括如下步骤:

S1、选择大进给功能的机夹铣刀;所述机夹铣刀刀片的材质根据工件材料进行选择;本实施例中,工件材料为高温合金,刀片材质采用MS2050;根据锥形外型面的结构和加工余量,确定机夹铣刀参数,具体为:刀具直径Ф20mm、刀尖圆角半径R1.8mm、刀具齿数3齿、刀具总长度160mm;

S2、规划高效铣削的刀具轨迹,具体为:在锥形外型面表面创建刀具轨迹曲线;

本实施例中,应用UG软件采用变轴边界驱动方法在外型面表面生成驱动刀具轨迹,刀具轨迹具有顺铣加工方式、连续光顺的走刀路径的特点,并且转角处圆弧R过渡,生成CLS格式驱动刀轨文件;

S3、根据刀具轨迹生成分层的刀具加工轨迹,具体为:根据刀具轨迹曲线生成分层的刀具加工轨迹曲线,并设置切削参数;

本实施例中,应用UG软件在外型面生成分层方式的刀具加工轨迹,具体方法:建立变轴加工操作工步,采用变轴刀轨驱动方法,导入上一步生成的CLS格式驱动刀轨文件,刀轴方向选择与驱动刀轨文件设置相同,根据加工余量,设置切削参数,生成分层的刀具加工轨迹,再通过UG后置处理器生成G代码数控程序;

本实施例中,切削参数设置如下:线速度:30m/min(主轴转速477rpm);每齿进给量:0.5mm/z;每层切削深度:0.5mm;切削宽度12mm(刀具直径60%);切削进给量:715mm/min;

S4、根据切削参数进行锥形外型面的铣削加工。

实施例二

以某延伸机匣精铣外型面工序在五坐标铣车复合加工中心(型号STC800MT)上进行实施验证,该零件材料为GH706高温合金,零件最大直径Ф686,外型面锥度10°,壁厚1.7mm,外型面加工余量2.2mm,外型面周边转接圆角R10,零件结构和加工区域如图2和图3所示,具体实施步骤如下:

S1、选择大进给功能的机夹铣刀:

选择Ф20R1.8大进给功能的机夹铣刀,刀具形状和尺寸如图4和图5所示,在UG软件中建立Ф20R1.8铣刀,刀具类型为铣刀-5参数,具体参数如图6所示;

S2、规划高效铣削的刀具轨迹:

如图7所示,在UG软件中建立变轴边界操作工步,切削区域选择加工区域,投影矢量选择垂直于边界方向,选择边界驱动方法,边界中选择加工区域边界,设置切削模式为跟随周边,刀路方向为向外,切削方向为顺铣,切削步距为刀具直径60%,刀轴垂直于部件;如图8所示,生成驱动刀具轨迹;再通过软件输出CLSF功能将刀轨转化为CLS格式驱动刀轨文件;

S3、根据刀具轨迹生成分层的刀具加工轨迹:

在UG软件中建立变轴刀轨操作工步,切削区域选择加工区域,投影矢量选择刀轴,选择刀轨驱动方法,导入CLS格式驱动刀轨文件,刀轴方向选择与驱动轨迹相同,在切削参数中设置多刀路,部件偏置余量2mm,每层切深0.5mm,如图9所示,设置刀具主轴转速477rpm,切削进给715mm/min,如图10所示,生成分层的刀具轨迹;

S4、根据切削参数进行锥形外型面的铣削加工;

然后,依次将其余加工区域按步骤S1、步骤S2、步骤S3的方法生成刀具轨迹,再通过UG软件后置处理功能将刀轨转化为G代码数控程序,将数控程序固化到工艺文件中,指导生产加工,实现了对开机匣锥形外型面高效铣削,加工时间由原来的330分钟缩短到70分钟,提高加工效率78%,刀具成本由原来的1923元降低到240元,降低刀具成本87%,加工区域壁厚尺寸均匀一致。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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