[发明专利]K403铸造镍基高温合金环形零件的铣削加工方法

说明书

技术领域

本发明是K403铸造镍基高温合金环形零件的铣削加工方法，属机械加工技术领域。

背景技术

材料为K403的环形零件，抗拉强度达到400MPa，熔点为1500℃。属于难加工材料。该种零件采用三维数学模型设计，毛坯为翻砂铸造，加工余量大，该材料经典加工方案为电火花机床加工。由于电火花机床加工时虽然加工效率较高，但是电流、电压值对加工精度影响较大，零件尺寸很难保证。加之该零件为窄筋加大面腹板构成，采用电火花机床加工时，筋宽的尺寸较难控制，腹板的平面度也较难控制。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的问题而设计提供了一种K403铸造镍基高温合金环形零件的铣削加工方法，其目的是提高加工精度、加工效率，减少了钳工抛磨修整的时间。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

K403铸造镍基高温合金环形零件的铣削加工方法，其特征在于：该方法的步骤是：

(1)确定零件需要加工的外形

根据零件的数学模型，在工件上表面取若干个零件边界点，用数控铣在零件表面上铣出深0.1mm的待加工的零件外形线，保证沿外形线的外形单边留有0.5～2mm加工余量；

(2)采用电火花机床加工清除大余量；

对于宽度小于15mm的筋槽部位考虑到加工余量较小，为了保证质量期间，就不用电火花机床进行加工。待后续采用数控铣进行加工；

(3)加工刀具选择

选用美国斯特拉姆公司生产的含有金属元素钌的硬质合金刀具。

由于该种材料韧性较强，耗费切削功率较大，切削发热量极大，刀具磨损极快。属于特难加工材料。通过分析该材料的特性，在零件的铣削加工试验过程中，首先采用加工钛合金或不锈钢材质的刀具进行了试加工，效果均不太理想。后来选用了美国斯特拉姆公司生产的含有金属元素“钌”用来加工不锈钢材质的刀具进行试切，效果较好，所以在本加工方案中均选用这种材质的刀具。

(4)确定加工参数进行加工

4.1平刀加工时的加工参数为：

背吃刀量为1mm；

切削宽度为0.65D，D为刀具的直径；

进给量为120～200mm/min；

加工线速度为15m/min左右；

4.2球头刀加工时加工参数为：

背吃刀量为0.3mm；

切削宽度为0.2mm；

进给量为400mm/min；

加工线速度为15m/min。

以上述参数进行加工，刀具每刃磨一次可使用3小时左右。

本发明技术方案的优点是：

1.数控加工划线：在零件表面采用数控铣床划出零件外形，以及定位用的找正线，为电加工去除大余量留出了加工基准，并为下次再进行数控加工提供找正依据；

2.电火花机床加工清除大余量：由于电火花机床加工精度较低，但是对于K403材料来说，电火花机床加工效率和加工费用较低，所以采用电火花机床去除大余量，仅留单边不大于2mm的精加工余量；

3.数控铣精加工保证了精度：该零件在数控铣床精加工时，由于是一次定位加工，并且数控机床本身的定位精度、重复定位精度及加工精度都很高。所以采用数控铣加工保证了加工精度，使加工精度达到了0.02mm左右；

4.加工效率得到了保证：采用电火花机床和数控铣复合加工方式进行后，在加工效率方面据估算，该零件单件加工工时减少了20多个小时；

5.减少了钳工抛磨修整的时间，由于数控铣削加工采用的是铣削加工方式，加工表面没有电火花机床加工后的腐蚀层，表面质量较好，硬度较低，钳工只需抛光就可以使零件达到图纸要求的表面质量。

附图说明：

图1是采用本发明技术方案加工的零件形状示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

参见附图1所示，该种K403铸造镍基高温合金环形零件的铣削加工方法，其特征在于：该方法的步骤是：

(1)确定零件需要加工的外形

根据零件的数学模型，用数控铣在零件表面上铣出深0.1mm的待加工的零件外形线1，保证沿外形线1的外形单边留有0.5～2mm加工余量；

(2)采用电火花机床加工清除大余量；

(3)加工刀具选择

选用美国斯特拉姆公司生产的含有金属元素钌的硬质合金刀具。

(4)确定加工参数进行加工

4.1平刀加工时的加工参数为：

背吃刀量为1mm；

切削宽度为0.65D，D为刀具的直径；