[发明专利]不规则壳体构件内腔底部环形槽的加工方法

说明书

本发明涉及不规则壳体构件内腔底部环形槽的加工方法，包括以下步骤：第一步，根据不规则壳体构件的内腔底部需要加工环形槽的尺寸、精度要求定制用于粗加工环形槽的铣刀、用于半精加工环形槽和精加工环形槽的车铣刀；第二步，车铣刀试切与调整；第三步，将不规则壳体构件装夹在数控加工中心的工作台上，并且固定不动；第四步，粗加工环形槽；第五步，半精加工环形槽；第六步，精加工环形槽。本发明加工稳定性好，加工的环形槽表面质量好、尺寸精度高，切削效率高，大批量生产，一致性好。

技术领域

本发明涉及航空发动机附件，涉及不规则壳体构件内腔底部环形槽的加工方法。

背景技术

机械零件加工中，特别是一些带有型腔的壳体构件中，经常会有一些深、窄环形槽结构。常见于航空发动机附件机匣的腔体中。这种环形槽结构设计为零件配合使用，不仅位置特殊，而且尺寸精度和粗糙度要求较高，同时还有同轴度、圆柱度和圆度等形位公差要求。带有型腔的壳体构件的材质一般为铝镁合金，材料粘度大，不易加工。对于此类环形槽，传统的加工方法是定制专用夹具，使用普通车床或数控车床来完成。但是，对于结构特殊、环形槽尺寸要求较高的壳体构件，使用车床加工较难实现，存在的问题如下：

（1）加工刚性较差；通常表现为工件的装夹刚性较差和加工刀具的刚性差。装夹刚性差是由于工件的不规则和夹具的特殊结构所造成的；加工刀具刚性差是由于深、窄槽的位置决定刀具的悬伸较长所造成的。

（2）工件加工不稳定；由于被加工的壳体构件并非环形结构，在车削加工时，工件回转过程为偏心运动，工件的加工状态不稳定。

（3）加工质量差；由于工件装夹刚性差、加工状态不稳定以及加工刀具的刚性差，导致加工过程中容易产生振动，最终结果表现为环形槽的表面质量和尺寸精度都达不到要求。

（4）加工效率低；工件的装夹状态限制了工件的回转速度，且需要反复车削方能达到精度要求，造成加工效率低下，不利于批量化生产。

因此，如何提供一种新的、适合于不规则壳体类零件高精度环形槽加工方法，以满足生产需要，提高生产效率，是本领域技术人员面临的课题。

CN104475843A公开的“一种环形类机匣径向窄槽的加工方法”，在考虑工件整体刚性的情况下，采用分层渐进螺旋线轨迹一次性铣削方式，实现小切深、高进给，充分发挥刀具的切削性能，提高加工效率，保证加工尺寸，成功地解决了环形类机匣径向窄槽效率低、质量不高的数控铣加工难题；同时该方法可以应用在任意形状的窄槽加工；随着该技术在环形类机匣构件上的应用，此技术所确定的加工方法具有指导意义，为新型航空发动机的加快研制进度和降低研制成本奠定了良好的基础；从另一个角度看，为今后航空发动机提效降本及提高质量，应用于大批量生产，创造的价值更大。

CN106312158A公开了“一种用于航空发动机的机匣内壁面的斜槽加工方法”，包括以下步骤：a、加工设备选取五轴数控机床；b、改进刀具装配方式，通过转接角度头转接机床主轴上的刀具，形成沿机匣轴向伸入机匣内的机床主轴以及沿机匣的径向对机匣内壁面进行加工的刀具；c、刀具选择，刀具柄部直径为φ6~φ10，刃部直径为φ4~φ7，刀具长径比为1：7~1：10，以减少加工过程中刀具转接带来的刀具颤动；d、选择斜槽加工工艺路线，采用迂回加工方式，以保证斜槽表面的粗糙度和提高加工效率；e、对机匣内壁面的各个斜槽设计位置进行加工，得到成型机匣。保证了斜槽尺寸和粗糙度要求；降低了大量的刀具消耗，节约了加工成本。

但是，前一种加工方法适用于环形类机匣构件上加工径向窄槽（非环形槽），后一种加工方法适用于航空发动机的机匣内壁面的斜槽加工，两种加工方法都不适用于不规则壳体构件内腔底部环形槽的加工。

发明内容

本发明的目的是提供不规则壳体构件内腔底部环形槽的加工方法，其加工稳定性好，加工的环形槽表面质量好、尺寸精度高，切削效率高，一致性好，利于大批量生产。