[发明专利]薄壁异型钛合金零件加工方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种薄壁异型钛合金零件的加工方法。

背景技术

因为具有重量轻、节约材料、结构紧凑等特点，薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门。而钛合金作为比强度高的材料，成为薄壁零件的材料选择。而钛合金材料其切削力大、热导率低、加工硬化现象严重；薄壁零件刚性差、强度弱，在加工中极容易变形，不易保证零件的加工质量。这些独特性能决定了机械加工在刀具、参数选择、工艺装备设计等方面必须进行优化选择。

目前薄壁舱体零件的加工装夹方式较多，装夹位置一般集中于端框加强框等刚性较强的部位，但还是会导致零件的夹持变形，刚性差。

钛合金薄壁零件加工过程中易发生刀具零件设备整体颤振，影响加工精度。

由于钛合金材料的切削力大，刀具的消耗也比较大。

发明内容

本发明的技术方案是为了克服薄壁钛合金零件加工过程中刚性差，易变形的问题。提供一种薄壁异性钛合金零件加工方法，采用能内外夹持的装夹工装，消除夹持变形。

本发明的技术方案：一种薄壁异型钛合金铸造舱体的加工方法，该方法采用刚度加强工装内外对顶式装夹夹持零件，零件置于刚度加强工装的底座上，零件的加工部位采用刚度加强工装的外对顶式装夹进行夹持，零件内部采用刚度加强工装的主梁作为传力装置。

所述刚度加强工装的主梁为多爪式。

所述加工方法还采用整体颤振稳定域分析方法选取切削参数。

所述整体是指机床、刀具、零件和刚度加强工装为一个整体。

所述整体颤振稳定域分析方法是通过测试整体的颤振频率曲线，在颤振曲线的下方区域选取切削参数的方法，该方法可以克服加工过程中的颤振问题。

所述加工方法采用刀具底平面仿形的方法进行零件的加工。

所述刀具底平面仿形方法是采用CAM软件建立模型，生成切削路径，然后使用底平面仿形的切削方式进行零件加工。

所述加工方法采用圆形镶齿刀具作为切削刃。

所述加工方法通过切削深度控制圆形镶齿刀具的主偏角的变化，进行零件加工。

本发明的有益效果：

本发明以增强被加工零件的刚性为目的，设计刚度加强工装来加强支撑，增强零件的本体刚性。对于钛合金的加工参数选用，采用基于刀具零件设备整体颤振稳定域分析的选用方式，选取合适的切削参数，对于切削零件的外形成型方法，选用刀具底平面仿形的方式进行，切削刀具选用圆形镶齿刀具，提高刀具的强度，通过切削深度控制切削角度，减少切削力与切削热。

由于本发明所设计的加工方法通过增强工艺装备的设计、装夹方式、刀具及切削参数的选用、加工方式的调整有效解决了薄壁异型钛合金零件加工过程中的颤振问题，可加工异型钛合金零件壁厚3mm，材料去除率达到60cm^3/min。

附图说明

图1是刚度加强工装装夹零件后的示意图;

图2是切削参数选择颤振模拟图；

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的方法。

一种薄壁异型钛合金零件的加工方法，采用刚度加强工装内外对顶式装夹，基于刀具零件设备整体颤振稳定域分析的参数选用方式，底面仿形的加工方式，刀具选用圆形刀片；该方法具体步骤如下：

第一步：设计刚度增强工装增强零件的刚性，根据零件1的内部情况，采用刚度加强工装2内外对顶式装夹夹持零件，将零件1和刚度加强工装2有效的连接成一个刚性主体；装夹过程中采用内外对顶式装夹的方式抵消零件的夹持变形；其中，零件1置于刚度加强工装2的底座23上，零件的加工部位采用刚度加强工装2的外对顶式装夹22进行夹持，零件内部采用刚度加强工装2的主梁21作为传力装置。

第二步：将机床、刀具、零件1和刚度加强工装2作为一个整体进行颤振分析，测试整体的颤振频率曲线，在颤振曲线的下方区域选取切削参数，根据颤振仿真情况，选取合理的切削参数；

第三步：利用CAM软件建立模型，选用刀具底平面仿形的方式，进行切削路径生成，利用底平面仿形的切削方式完成零件的加工；

第四步：利用圆形刀片作为切削刃，通过切削深度控制主偏角的变化，完成零件的加工。

工作原理：本发明为一种薄壁异型钛合金零件的加工方法，通过增强工艺装备的设计、装夹方式、刀具及切削参数的选用、加工方式的调整解决薄壁异型钛合金铸造舱体加工过程中的颤振问题。