复杂型面钛合金薄壁盘环数控加工工艺研究

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1、制造杖术唧宽航是剖造技术复杂型面钛合金薄壁盘环数控加工工艺研究伍燕韩冬任长洁杨雄伟西安航天动力机械厂，西安710025摘要：通过设计．使用简易工装，优化走刀路径，选择标准刀具，编制系列数控程序，完成7复杂型面TCll钛合金盎类薄壁件小批量加工．实测加工工件的尺寸公差及形位公差一致性及互拽性好，满足设计需求．关键词：复杂型面：钛台盎，薄壁数拉加工NCProcessResearchofComplexSurfaceTitaniumAlloyThin—wallDiscRingWuYahHanDongRenChangiieYangXiongweiXi如AerospacePowerMachineFac

2、tory．Xi。卸710025Abstract-SmallbatchmachiningofcomplexsurfaceTClItitaniumalloydiscthin。wallpieceswcmaccomplishedthroughusingNCtechnique，designingandapplyingsimpletooling，optimJalngtoolpath，selectingstandardtootingandprogrammingseISesofNCprograT】asCoherenceandinterchangeabililyofdimensionandgeometric

3、toleranceofrealmeasuredworkpiececa／)meetthedesigningrequirementKeywords：complexsurface：titaniumalloy：thin—wallNCmachining引言数控加上技术越来越多地应用于各类复杂内外型m】、薄壁工件、高精度加工咀及超难加工的材科领域．尤其是在航空航天制造工业r的应用非常广泛。而对丁不同零件选取不同加工工艺方法和工艺路线是完成数控加工的关键．数控加工旨先应该考虑可实现性，在保证制造精度的前提下．通过优化工艺实现加__】=的低成本和高效率。随着数控加工技术的发展，具有各种优越性能的钍合金在航

4、字制造领域的应用窄蝌在不断扩展。而钍台台加工的擐大难度就是控制加T变形-对于薄擘部{々控制失稳保持加工精度是芙键加工技术。钍合金复杂型商薄壁加工通过控制变形热，增加加上零件刚度等方面粟取一系列有效的办注．蛙终实现高精度成型的批景生产。g零件特点及加工要求该产品是用于航大某飞行器主要工件之一，材辩为TCll饿合金，见圈1。零件外端部位为薄壁筋扳．最小加上壁厚170mm。属于典型的复杂型面薄壁盘结构件，加工过程中产品的精度较难保证．极易产生尺寸超差和变形等引起的形位精度，满足不了设计需要。该类零件的加上般采用数控车削和数控铣削结音的方式进行复台加工。为此要耐工件的工装夹具、刀具选用，切削几何参

5、数，程序的编制等方面进瓣赫￡i饕：““““”““““”“”“＆日n非洲*12喵制造技术研究2011年4月第2期行模拟试验，有效地减少薄壁零件加工过程中出现的变形等质量问题，保证产品的加工精度。从TCll钛合金的加工特点以及该工件的内型面复杂架构考虑，影响其加工精度的因素有很多，归纳起来主要有以下三个方面：受力变形：由于其筋槽多处为壁薄结构，如果夹紧力或者夹具位置选择不当都很容易产生变形，从而影响工件的尺寸精度和形状精度：受热变形：钛合金导热性差，局部切削热得不到及时散发会引起工件热变形而导致工件尺寸失控；振动变形：在切削力(特别是径向切削力)的作用下，很容易产生失稳振动，影响工件的尺寸精度

6、、形位精度和表面粗糙度。3工艺方案设计及工艺参数选择优化图1零件示意图3．1铣削工艺方案及参数选择原则切削工艺主要用于内外圆的加工以及回旋型腔体槽的加工。在CAM软件中与切削相关的参数主要有主轴转速、进给速率、刀具切入时的进给速率、行距宽度和切削深度等。切削加工参数的选择原则是：粗加工时，以提高生产率为主，考虑经济性和加工成本；半精加工时和精加工时，应在保证零件加工精度、表面粗糙度和加工质量的前提下，兼顾切削效率、生产经济性和加工成本，尽可能发挥刀具和机床切削效用。切削工艺参数主要由以下三个公式计算获得；S=1000vJnd，式中d为刀具直径，111111；vc为切削速度，mlmin。肚＆

7、^式中S为主轴转速，r／mimz为铣刀齿数；f为每齿进给量(mm／齿)。扛(O．6—0．9)d，式中L为吃刀量，吃刀量L一般与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。在实际加工过程，可以通过倾听刀具声音，目测刀具与零件材料切削状态等，适时调整工艺，根据具体情况将咖12／R6、多10／R5和面'61R3三把刀的精密切削参数分别调整为S400、FS00、L1．5：$500、丌0Q、加．5：胛00、巧oo、LO．5。加工方式可分为