[发明专利]一种薄壁大圆环钛合金零件的加工方法

说明书

本发明涉及一种薄壁大圆环钛合金零件的加工方法，包括步骤如下：步骤一、根据薄壁大圆环钛合金零件的外形尺寸，制作专用装夹工装及专用加工刀具；步骤二、使用专用装夹工装对待加工零件(7)进行预压；步骤三、对步骤二所得的组合压装待加工零件(7)进行稳固压装处理，通过花盘(5)，用压板(6)内侧顶紧待加工零件(7)；通过热处理消除应力；步骤四、制作快换刀柄；步骤五、对待加工零件(7)的各内孔及外圆进行车削加工，得到薄壁大圆环钛合金零件。本发明的方法可以提高尺寸的稳定性、表面粗糙度以及降低生产成本等。

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种薄壁大圆环钛合金件的加工方法。

背景技术

某产品安装边属于大圆环零件，该零件是航空发动机的关键部件，批量大，加工难度高，其加工质量的好坏，严重影响着发动机运转的性能参数。该零件结构如图1所示，零件属于薄壁大型件，壁厚只有1.5mm，薄壁大外径与壁厚的比值为L/t＞637(L为外圆直径，t为壁厚)。零件材料为钛合金TC4，该材料属于α+β相钛合金，导热性差、弹性模量小，机械加工时容易产生较大的切削热和切削力，使零件产生比较严重的变形，影响最终加工精度，该材料属于难加工材料。

对于薄壁大圆环件的加工，传统加工方式是采用普通装夹方式，先车出内孔，留余量，再装夹，再精车，加工刀具也是普通刀具，采用此加工方法加工零件变形大，最大处有0.1mm的差值，造成尺寸超差，同时在加工过程中还易出现零件颤动及振刀现象，严重影响零件加工表面精度，降低刀具的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种钛合金薄壁大圆环类零件加工方法，可以提高尺寸的稳定性、表面粗糙度以及降低生产成本等。针对此难题制定了新的加工方法并通过设计工装及专用车刀刀具，加工出了满足使用要求的零件。此种加工方法也可用于其它材料的薄壁大圆环类零件加工。

本发明所采用的技术方案是：一种薄壁大圆环钛合金零件的加工方法，包括步骤如下：

步骤一、根据薄壁大圆环钛合金零件的外形尺寸，制作专用装夹工装及专用加工刀具，专用装夹工装包括花盘、压板、T型螺栓；

步骤二、使用专用装夹工装对待加工零件进行预压：通过压板及T型螺栓将待加工零件预压在花盘上，在待加工零件小端面内侧预留压装用工艺压头；

步骤三、对步骤二所得的组合压装待加工零件进行稳固压装处理，通过花盘，用压板内侧顶紧待加工零件；通过热处理消除应力；

步骤四、制作快换刀柄，快换刀柄包括刀柄主体、顶紧螺栓、刀体、刀片；

根据加工不同的面进行刀体与刀片更换，其中，刀片包括三种，分别是45°端面车刀、80°左手外圆车刀、80°右手外圆车刀；

步骤五、对待加工零件的各内孔及外圆进行车削加工，得到薄壁大圆环钛合金零件。

步骤五的具体步骤如下：

5.1、使用刀体及45°端面车刀，车待加工零件上下两端面，互做定位基面；

5.2、以待加工零件小端面为定位基准，用压板外压大端面内侧；保持刀柄主体不动，分别更换刀体及刀片，使用80°左手车刀和45°端面车刀分别车待加工零件的内孔和内端面；

5.3、保持待加工零件小端面为定位基准不变，通过花盘5和在其直径方向的螺纹孔，用压板顶持待加工零件的内侧；使用45°端面车刀及80°右手车刀分别车待加工零件的大端面及外圆，并倒角1×45°；

5.4、以加工过的圆环大端面为定位基准，使用压板压小端面内侧的工艺压头；更换刀体及刀片，使用80°右手车刀和45°端面车刀车待加工零件的外圆和小端面；