[发明专利]机械加工金属零件的切削走刀路径规划方法

说明书

技术领域：

本发明涉及机械加工切削方法中的走刀路径相关技术领域，特别提供了一种机械加工金属零件的切削走刀路径规划方法。

背景技术：

现有技术中，航空发动机制造行业零组件加工工艺具有下述普遍特点：在机械加工工序都没有标注切削走刀路径。通常,普通加工工序的切削走刀路径由操作工人根据自己的加工习惯决定,数控加工工序的切削走刀路径由数控编程员根据自己的经验和工人的加工习惯来确定,较大尺寸零件加工后变形严重,影响了发动机的装配和使用性能。关于切削走刀路径对产品表面质量的影响,切削走刀路径与加工后零件残余内应力的关系及对零件变形的影响,目前国内没有具体的研究和应用。

因此，人们期望获得一种技术效果良好的机械加工金属零件的切削走刀路径规划方法。

发明内容：

本发明的目的是提供一种技术效果良好的机械加工金属零件的切削走刀路径规划方法。通过应用所述机械加工切削走刀路径规划方法，使航空发动机中等及较大尺寸易变形零件切削加工后,内部残余应力的峰值减小,状态得到改善,达到应力释放后,零件减小的目的,以提高发动机的装配精度和使用性能。同时可以减少或取消去除残余内应力的热处理工序,做到节约环保。

本发明提供了一种机械加工金属零件的切削走刀路径规划方法，针对易变形待加工的金属零件（形状特征要求主要是盘类件、轴类件、机匣件、环形件，毛坯要求主要是：结构钢、钛合金、高温合金锻件）加工工艺制定；其特征在于：所述机械加工金属零件的切削走刀路径规划方法的要求是：

针对零件的设计结构、精度要求和毛坯加工余量的大小，据此安排零件各个表面的加工次数和全部加工表面的先后加工顺序，安排每一次切削的刀具切削方向和刀具进给方向，并以图示的形式将加工次数、加工顺序、刀具切削方向和刀具进给方向标注在工艺规程中。

所述机械加工金属零件的切削走刀路径规划方法具体满足下述要求之一或其组合：

①去除内表面或外表面余量时，切削走刀路径规划设计采用分层均衡去除内表面或外表面余量的加工方式；

②铣削加工外形面时，切削走刀路径规划设计采用对称去除相对加工表面余量的加工方式；

③加工轴向或径向群孔时，切削走刀路径规划设计采用对称去除相对孔余量的加工方式；

④车削相邻的表面时，切削走刀路径规划设计采用相对或相背的加工方式；

⑤车削转接内圆角处时，切削走刀路径规划设计采用相对走刀的加工方向。

典型的技术应用方向举例说明如下：

所述机械加工金属零件的切削走刀路径规划方法，其特征在于：针对加工余量1.5±0.5mm、材质为高温合金GH907的机匣工件，其切削走刀路径规划方法满足下述要求：

切削走刀路径规划设计采用分层均衡去除表面余量的加工方式，首先按顺序号①-⑧去除一层余量后；再按顺序号⑨-⑿加工第二层，加工走刀路线采用相对走刀方式，端面和外圆相对走刀；内止口转接内圆角处采用相对走刀方式，斜面也采用相对走刀；

具体如图1所示，应用权利要求2所述的方法①④⑤；各部分具体的切削走刀路径规划方法分别满足下述要求：安装边外圆加工的对应工序序号为图1中的②④，安装边端面加工的对应工序序号为图1中的①③，基准内圆加工的对应工序序号为图1中的⑤⑨，基准端面加工的对应工序序号为图1中的⑥⑩，内锥面加工加工的对应工序序号为图1中的⑦⑧⑾⑿。

针对加工后零件表面粗糙度为Ra1.6，精度为±0.1mm，加工前加工余量1.0±0.2mm、时效处理后供料，硬度为HB（d）≥338、材质为高温合金GH4169的某盘件车削辐板，毛坯为模锻件，其切削走刀路径规划方法满足下述要求：

参见附图2，采用逐层去除余量的方式，即按顺序号①-⑧分两层去除余量，内圆角转接处采用相对走刀方式,辐板处采用相背的走刀加工方式。

参见图2，应用权利要求2所述的①、⑤方法；各部分具体的切削走刀路径规划方法分别满足下述要求：连接臂内圆加工的对应工序序号为图2中的①⑤，辐板加工的对应工序序号为图2中的②③⑥⑦，轮毂外圆加工的对应工序序号为图2中的④⑧。

针对加工前加工余量3.0±0.5mm、材质为高温合金GH907的某机匣外型面铣削加工，其切削走刀路径规划方法满足下述要求：