一种对具有深槽结构钛合金零件的数控加工方法
【专利摘要】本发明公开一种深槽结构钛合金零件的数控加工方法，使用与转角直径相同的U钻或钻头，将零件槽腔的转角钻削完成；采用大直径平底钻，固定刀间步距以钻削的方式加工零件深槽部分，去除槽腔大量的金属材料；最后沿深槽的侧壁一周将深槽的侧壁加工完成。该方法为实现了此类零件加工过程中低切削力切削，并可降低振动趋势并获得很高的金属去除率，达到了数控高效精密加工。
【专利说明】一种对具有深槽结构钛合金零件的数控加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数控加工【技术领域】，特别是关于具有深槽结构的飞机钛合金零件的数控加工技术。
【背景技术】
[0002]具有深槽结构的零件是飞机零件中一种典型结构，常见的深槽定义是加工该槽腔需要使用的刀具长径比(刀具的悬长和直径比例)达到5:1以上的槽腔，以往深槽结构的飞机零件多为铝合金材料，但近年来，由于性能强度的设计要求，越来越多的深槽结构的飞机零件使用钛合金材料。
[0003]对于具有深槽结构钛合金飞机零件的加工，传统的方式是采用层降式加工方式，即一层一层的从槽腔的上表面加工至槽腔底部，由于深槽的几何特征，采用这种传统加工方式，需要选用长径比很大的刀具，刀具刚性很差，同时由于钛合金材料本身的加工性能，切削过程中刀具承受的切削力很大，造成加工过程中经常产生刀具颤动、让刀甚至断裂等情况，加工完的零件尺寸精度也无法保证，因此，在此类深槽结构钛合金零件的加工过程中普遍使用的进给速度很低，切削量很小，导致此类深槽结构钛合金零件的加工难度很大，力口工效率极低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于公开一种深槽结构钛合金零件的数控加工方法。该方法为深槽结构钛合金零件的加工提供了新思路，实现了此类零件加工过程中低切削力切削，并可降低振动趋势并获得很高的金属去除率，达到了数控高效精密加工。
[0005]一种具有深槽结构钛合金零件的数控加工方法，其特征在于:
[0006]I)首先，在零件的槽腔转角处，使用与转角直径相同的U钻或钻头，将零件槽腔的转角钻削完成；
[0007]2)其次，采用刀具长径比小于5:1的大直径平底钻，按照大于刀具直径的75%的固定刀间步距，以钻削的方式加工零件深槽部分，去除槽腔大量的金属材料；
[0008]3)最后，采用刀具长径比小于5:1的长刃铣削刀具，沿深槽的侧壁一周，将深槽的侧壁加工完成。
[0009]本发明的有益效果在于，加工过程中避免了使用长径比很大的刀具造成的刀具刚性不足问题，克服了深槽结构钛合金零件的常规加工方式效率低、质量差的缺陷，以钻削代替传统的铣削，可获得很高的金属去除率。
[0010]以下结合实例附图对该申请作进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1零件转角钻削加工示意图
[0012]图2零件深槽钻削加工走刀轨迹加工示意图[0013]图3零件侧壁加工走刀轨迹示意图
[0014]图4零件最终结构示意图
[0015]图中编号说明:1零件、2转角、3U钻、4平底钻、5刀间步距、6长刃铣削刀具、7长刃铣削刀具走刀轨迹
【具体实施方式】
[0016]本实施例是用于某飞机上具有深槽结构零件I的加工，零件本体材料为TC21难加工材料，结构上存在深槽，深度205mm，转角RIOmm，如果使用传统工艺加工零件，加工效率极低，而采用新方法加工零件，完全可以避免以上问题。此方法具体如下:
[0017]I)首先，在零件I槽腔的四个转角2处，使用与转角直径相同的D20mm的U钻3，将槽腔的四个转角钻削完成。
[0018]2)其次，采用悬长210mm、直径D55mm的平底钻4 (刀具长径比小于5:1)，按固定的刀间步距42mm (刀间步距大于刀具直径的75%)，刀间步距5是指相邻的加工轨迹刀具中心之间的距离,如图2所示，钻削加工零件深槽，去除槽腔大量的金属材料。
[0019]3)最后，采用悬长206mm、直径D42mm长刃铣削刀具6 (刀具长径比小于5:1)，沿零件侧壁一周的刀路轨迹7，将深槽侧壁加工完成即可。
[0020]应用本发明后，在零件I整个数控加工过程中避免了使用长径比很大的刀具造成的颤刀、让刀等问题，同时加工效率比传统方式提高了三倍，实现了深槽结构钛合金零件数控高效加工。
【权利要求】
1.一种具有深槽结构钛合金零件的数控加工方法，其特征在于: 1)首先，在零件的槽腔转角处，使用与转角直径相同的U钻或钻头，将零件槽腔的转角钻削完成； 2)其次，采用刀具长径比小于5:1的大直径平底钻，按照大于刀具直径的75%的固定刀间步距，以钻削的方式加工零件深槽部分，去除槽腔大量的金属材料； 3)最后，采用刀具长径比小于5:1的长刃铣削刀具，沿深槽的侧壁一周，将深槽的侧壁加工完成。
【文档编号】B23P23/02GK103659276SQ201310556968
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】车国栋, 纪鹏, 张鹏 申请人:中航飞机股份有限公司西安飞机分公司