[发明专利]原位自生型TiB2颗粒增强铝基复合材料叶片切削加工方法

摘要

本发明公开了一种原位自生型TiB2颗粒增强铝基复合材料叶片切削加工方法，用于解决现有复合材料叶片切削加工方法的技术问题。技术方案是首先采用单面铣削的方式完成叶片型面粗铣加工，完成粗铣加工后采用时效处理工艺平衡切削残余应力；然后，将叶片固定于专用夹具上，采用螺旋铣削方式交替完成叶盆、叶背型面上各区域的半精铣加工，并采用时效处理工艺消除叶片残余应力；最后，重新将叶片固定于夹具上，同样采用螺旋铣削方式交替完成叶盆、叶背型面上各区域的精铣加工。由于采用螺旋铣削方式完成叶背、叶盆型面的半精加工和精加工，有效抑制了加工过程中的扭曲变形，提高了复合材料叶片的加工精度。

主权项

一种原位自生型TiB2颗粒增强铝基复合材料叶片切削加工方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、下料；分析叶片尺寸和结构特点，选取叶片锻造毛坯尺寸为160mm×65mm×45mm，并在两端数控钻顶尖孔；步骤二、粗车上、下端基准轴；在数控车床上，以顶尖孔及毛坯两端为基准粗车上端基准轴(4)和下端基准轴(5)，形成粗铣加工的基准；粗车后上、下端基准轴尺寸分别为：Φ20mm×14mm，Φ30mm×21mm；上、下端基准轴同轴度公差在0.03mm以内；步骤三、粗铣叶片型面；针对车轴后的方形毛坯，采用单面铣削方式粗铣叶背、叶盆型面，粗铣加工余量为1.5mm～2mm；粗加工刀具为Φ16mm硬质合金球头铣刀，切削参数为：转速800r/min，进给615mm/min，切深1mm，切宽10mm；步骤四、粗铣时效处理；将粗铣后的叶片浸入温度为‑196±5℃的液氮中，保持40～45min；将叶片从液氮中取出，置于120℃恒温时效处理炉中保温30～35min；然后将叶片从时效处理炉中取出，室温冷却；步骤五、半精车上、下端基准轴；将粗铣时效处理后的叶片装夹在数控车床上，半精车上端基准轴(4)和下端基准轴(5)，形成半精铣加工的基准；半精车后上、下端基准轴尺寸分别为：Φ16mm×14mm，Φ26mm×21mm；上、下端基准轴同轴度公差在0.02mm以内；步骤六、半精铣叶片型面；将叶片毛坯固定于夹具(6)上，采用螺旋铣削方式进行半精铣加工，半精铣加工余量为0.5mm～0.8mm；半精铣刀具为Φ12mm金刚石球头铣刀，切削参数为：转速1800r/min，进给360mm/min，切深0.4mm，切宽8mm；步骤七、半精铣时效处理；将半精铣后的叶片浸入温度为‑196±5℃的液氮中，保持40～45min；将叶片从液氮中取出，置于120℃恒温时效处理炉中保温30～35min；然后将叶片从时效处理炉中取出，室温冷却；步骤八、精车上、下端基准轴；将半精铣时效处理后的叶片装夹在数控车床上，精车上端基准轴(4)和下端基准轴(5)，形成精铣加工的基准；精车后上、下端基准轴尺寸分别为：Φ12mm×14mm，Φ22mm×21mm；上、下端基准轴同轴度公差在0.01mm以内；步骤九、精铣叶片型面；再次将叶片毛坯固定于夹具(6)上，采用螺旋铣削方式加工进行精铣加工，精铣加工余量为0.02mm～0.05mm；精铣加工刀具为Φ12mm金刚石球头铣刀；切削参数为：转速2000r/min，进给500mm/min，切深0.2mm，切宽8mm；步骤十、抛光；对精铣加工后的叶片，进行抛光处理。