[发明专利]一种复杂异形截面环锻件的机加工方法

说明书

本发明公开了一种复杂异形截面环锻件的机加工方法，具体包括以下步骤：粗加工：按照需求尺寸对坯料粗加工并单边沿型面均匀留余量，测量坯料的变形量，在自由状态下放置后进行半精车，坯料单边沿型面均匀留余量，半精车完成后测量坯料的变形量，分别对坯料A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M各个区域进行精加工，加工至锻件需求尺寸后，获得所述复杂异形截面环锻件。本申请通过调整加工工艺路线、选用合适的刀具、优化切削参数及控制刀具使用，单件产品节约加工时间约400min，产品表面粗糙度小于Ra0.63μm，极大地提高产品表面质量，产品探伤合格率从56％提高至98.5％。

技术领域

本发明属于锻件生产加工技术领域，尤其涉及一种复杂异形截面环锻件的机加工方法。

背景技术

锻件是指通过一定方法对坯料进行锻造变形而得到的工件或毛坯。利用对坯料施加压力，使其产生塑形变形，可改变其机械性能。锻件按坯料在加工时的温度，可分为冷锻温锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料的再结晶温度下加工。通过锻造可消除金属的疏松、孔洞，使锻件的机械性能得以提高。

加工是通过一定工序和方式将原材料、半成品转化为目标需求产品的过程的总称。现有锻件的加工工艺在产品机加工完成后，需要进行水浸探伤检验，产品表面粗糙度必须小于Ra1.6μm(小于0.63μm)。由于产品材料难加工、表面质量要求高，采用常规的加工方法，产品的加工时间长，且加工出的产品表面粗糙度不能满足超声探伤【检验标准P29TF82CL-B中3级(杂波值≤15％)】的要求，导致大量产品探伤不合格。目前，关于锻件的加工工艺也有一些相关文献公开，例如：

1、专利申请CN201910427314.2，公开一种高精度轴承锻件加工方法，加工方法包括以下步骤：毛坯件检测、零件基准加工、另一个端面加工、轴承外圈的内径切削、三次检测、抛光、四次检测。该加工方法生产前对毛坯件的外观和内部进行检测，在加工前就及时的对不良品进行筛查，减少资源浪费，提高成品的合格率；加工方法采用粗加工和精加工结合的方式进行加工，避免了一次性切削量较大的情况，减少振刀不良，确保刀具的使用寿命；加工方法在整个车床的加工过程中采用温度为18-22摄氏度的冷却液对加工中的零件进行冷却，同时确保环境的温差变化，减少因温度对零件加工的影响，提高加工精度；对不良品采用油漆喷涂标识，有利于不良品的区分，有效的避免不良品的外流。但是，该方案制得的产品表面质量等方面还是达不到宇航材料所需要求。

2、专利申请CN201210574369.4，公开了一种核电站核主泵中叶轮的加工工艺方法，由2米立车、五轴联动加工中心、五轴编程软件UG、加工软件HyperMILL、后处理模块RCS、仿真系统VERICUT，加上专用刀杆和刀具设计，经过多次程序优化完成。该方案优点是用上述软件、2米立车、五轴加工中心和工装刀具，可以在整体锻件上加工出完整的叶片，不同于传统的叶片制造采用铸造或焊接的方法，加工后的表面粗糙度可以达Ra3.2，对叶片表面进行抛光其粗糙度可达Ra0.8以上，叶片的检测利采用关节臂对叶片的型线进行扫描，扫描后的数据与标准三维模型数据进行比对，经过模拟件及多台产品件最终检测结果，表明叶轮的叶片翼型完全符合设计图纸要求。可见，该方案在改善产品表面粗糙度方面可能有效果，但是对于产品表面质量等方面还是达不到宇航材料所需要求。

因此，现有锻件的加工方法存在加工质量不满足要求，加工时间长的缺点。经过对存在问题进行原因分析，得出现有工艺缺点存在的主要原因为：(1)半精车、精车时机加刀片选用不合适；(2)半精车、精车切削时的走刀轨迹不够合理；(3)切削参数不够合理。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种复杂异形截面环锻件的机加工方法。

为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复杂异形截面环锻件的机加工方法，包括粗加工、半精车、精加工步骤，具体包括以下步骤：