[发明专利]一种钛合金化铣刻型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金化铣领域，特别提供了一种钛合金化铣刻型工艺。

背景技术

钛合金化学铣切成型前将零件的所有表面涂上保护层，化铣时将需要铣切部分的保护层去掉，使其要化铣的部分暴露于特定的化学溶液中，在特定条件下，有选择地对材料进行腐蚀从而获得零件所需的形状和尺寸。这种将所有表面涂有防护层的工件在化铣前把需铣切部分的防护层去掉的过程即为刻型过程。传统的刻型过程是采用事先设计制作好的样板，利用刻划刀沿着限定腐蚀部位清楚的在保护层上划出所有外形线，然后把需化铣部位的防护层去掉。整个过程需要手工完成。由于所加工零件为锥形曲面形状，操作者在刻线、移形过程中误差积累较大，刻画得线条平直性差，该方法效率低，加工周期长，同时准确性差，很难保证外形线所需的精确要求，还需要大量的刻型样板，费用较高。

发明内容

本发明的目的是为了加工各种复杂形状的零件，减低加工成本，特提供了一种钛合金化铣刻型工艺。

本发明提供了一种钛合金化铣刻型工艺，其特征在于：所述的钛合金化铣刻型工艺采用激光与数字化技术相结合，通过控制激光能量及保护膜厚度，根据化铣工艺特征值，进行编程，使划线刻型一步完成；

针对不同胶膜厚度，进行激光刻型，通过击穿胶膜试验，确定激光能量，建立激光能量与胶膜厚度的对应关系；

通过确定化铣轴向和径向浸蚀比来确定激光刻型尺寸余量，解决激光刻型尺寸余量问题；

激光能量选择试验：在事先准备好的钛合金试片上，用无空气喷枪均匀的喷涂上保护胶，采用涡流测厚仪测厚，使胶膜厚度为30ｕm；根据工艺要求，通过激光划线刻型后的胶膜应线条平直、无毛刺且切痕已到达基体，但并不在基体上留下刻痕为合格；

激光能量选择100w进行划线刻型，试验结果表明胶膜完全被切透，刻线平直、无毛刺，暴露出集体材料，但在基体上留下较深刻痕；

激光能量选择75w进行划线刻型，试验结果表明胶膜完全被切透，刻线平直、无毛刺，暴露出基体材料但在基体上留下了划痕；

激光能量选择50w进行划线刻型，试验结果表明胶膜完全切透，刻线平直、无毛刺，暴露出基体材料且未在基体上留下划痕，为合格状态；

激光能量选择20w进行划线刻型，结果胶膜没有完全切透，刻线平直、无毛刺，未暴露出基体材料，无法顺利将胶膜剥离，未达到工艺要求的目的，不符合工艺要求；

通过试验证明满足化铣进行划线刻型的激光能量为50W；

胶膜厚度与激光能量关系试验：

通过上述试验确定激光能量选择50w进行进行划线刻型，分别在试片上采用无空气喷枪涂上保护胶膜，厚度分别为10ｕm、20ｕm、30ｕm、60ｕm；

胶膜厚度为10ｕm采用激光进行划线刻型，试验结果表明胶膜上刻线平直、无毛刺，且完全被切透，暴露出基体材料且未在基体上留下划痕，为合格状态；

胶膜厚度为20ｕm采用激光进行划线刻型，试验结果表明胶膜上刻线平直、无毛刺，且完全被切透，暴露出基体材料且未在基体上留下划痕，为合格状态；

胶膜厚度为30ｕm采用激光进行划线刻型，试验结果表明胶膜上刻线平直、无毛刺，且完全被切透，暴露出基体材料且未在基体上留下划痕，为合格状态；

胶膜厚度为60ｕm采用激光进行划线刻型，试验结果表明胶膜上刻线平直、无毛刺，且完全被切透，暴露出基体材料且未在基体上留下划痕，为合格状态；

试验结果表面无论厚度10ｕm还是60ｕm，胶膜上刻线平直、无毛刺，且完全被切透，暴露出基体材料且未在基体上留下划痕，均为合格状态；试验证明只要激光能量达到50W，胶膜的厚度对其没有影响；

划线和刻型：

将涂有保护胶膜后待刻型的零件放置到三维激光加工系统平台上，对点找正并夹紧；导入编制完成的程序，输入刀补参数和X轴比例系数K_X，运行程序，设备用聚焦传感器自动对24组A、B点测量并运算；完成后，设备暂停；拆除激光喷嘴，将激光输出功率调整到5W，此功率只在保护涂料表面标线，并未刻透，继续运行程序，完成标线；测量纵助与斜助的尺寸是否满足要求，没满足要求，调整输出刀补参数和X轴比例系数，重新标线测量直到满足要求，将激光输出功率调整到50W完成化铣刻型；将拆除的激光喷嘴安装到激光头上，完成整个工艺过程；