[发明专利]一种薄壁件气膜槽数控加工方法

说明书

本发明提出一种薄壁件气膜槽数控加工方法，分为粗车加工和精车加工两道工序，在粗车加工时，采用大切深、左右赶刀的进刀思路，利用选择的具有纵向卷屑槽的槽刀，在保证刀具强度的前提下，将切屑宽度缩小了0.1‑0.2mm，提高了气膜槽加工过程的容屑空间、改善了粗加工排屑情况、降低了加工过程中切削力，有效避免了加工过程的卡屑、断刀现象；在进行精车加工时，采用气膜槽宽度要求的成型槽刀在气膜槽侧壁非硬化层进行加工，在降低了加工过程切削力的同时，改善了气膜槽表面金相组织质量。

技术领域

本发明涉及航空航天数控加工技术领域，特别涉及一种薄壁件气膜槽数控加工方法。

背景技术

航空发动机机匣以及火焰筒等作为发动机的重要承力部件，结构件材料往往采用镍基高温合金或钛合金等材料，单品价值高，而且机匣结构复杂、结构壁薄，在加工过程中易变形，因此对航空发动机机匣进行数控加工，始终是具有挑战性的工作。

航空发动机机匣属于典型的薄壁件，在加工过程中刚性较弱，导致其在加工过程中极易受到夹持力、切削力以及残余应力影响而变形，导致机匣产品报废而产生重大经济损失。其中的气膜槽作为航空发动机机匣结构的典型特征结构，如图1和图3所示，槽的深度与宽度的比值超过3、且气膜槽内外壁薄，导致在加工过程极易发生变形。此外，由于气膜槽位于机匣筒壁上，刀具后角设计困难，加工过程中容易存在干涉，导致气膜槽加工过程中刀具的悬伸比较长，刚度相对较低，采用大切深时，由于传统刀具排屑不畅，容易在加工过程出现切屑堵塞在槽内，导致刀具受力突然增大，造成扎刀、断刀现象的发生，导致气膜槽加工变形而报废，造成重大的经济损失。

因此为了保障气膜槽的加工质量，当前相关企业主要采用小进给量、小切深的保守加工方法，降低加工过程中的切削力，预防因切削力过大产生的气膜槽变形。但是采用小进给量、小切深的加工方式会使得气膜槽加工区域发生表面硬化，导致出现气膜槽更难加工、刀具磨损加快等问题，进而被迫进入采用更小的进给量和切深进行加工的恶性循环，使得加工效率极低(表面硬化层厚度一般在0.03mm～0.05mm，采用小进给量加工时，进给量一般就在0.01mm左右，导致刀具是在加工硬化层上加工)。

因此，需要一种新的气膜槽数控加工方法，在保障气膜槽加工质量的同时、提高其加工效率。

发明内容

针对现有航空发动机机匣气膜槽加工过程中存在的问题，保障气膜槽加工质量，提高气膜槽加工的效率，本发明提出一种薄壁件气膜槽数控加工方法，采用满足要求的加工刀具配合气膜槽大切深数控工艺方法，实现薄壁件气膜槽的数控加工效率提升。

本发明的技术方案为：

所述一种薄壁件气膜槽数控加工方法，分为粗车加工和精车加工两道工序；

所述粗车加工工序至少包括以下四刀加工过程：

第一刀加工为：在设计的气膜槽加工位置处，靠近气膜槽定位面的一侧，采用气膜槽槽深的α倍作为切削深度进行开槽加工；

第二刀加工为：在设计的气膜槽位置处，远离气膜槽定位面一侧，采用气膜槽槽深的(1-α)倍作为切削深度进行开槽加工；

第三刀加工为：在设计的气膜槽位置处，靠近气膜槽定位面一侧，采用气膜槽槽深的(1-α)倍作为切削深度进行开槽加工；

第四刀加工为：在设计的气膜槽位置处，远离气膜槽定位面一侧，采用气膜槽槽深的α倍作为切削深度进行开槽加工；

所述精车加工工序包括气膜槽侧壁精车加工和气膜槽底部倒角加工；

所述气膜槽侧壁精车加工，以气膜槽定位面为基准进行对刀，并从对刀基准开始向定位面远端偏移气膜槽外侧壁厚加刀具宽度的距离，实现刀具的定位；随后采用与气膜槽槽宽等宽的槽刀进行气膜槽侧壁精车加工；